غشاء الخلية هيكلها. غشاء الخلية: الهيكل والوظيفة. هيكل ووظيفة غشاء الخلية
الوحدة الهيكلية الرئيسية للكائن الحي هي الخلية ، وهي عبارة عن قسم متمايز من السيتوبلازم محاط بغشاء الخلية. بسبب حقيقة أن الخلية تؤدي وظائف عديدة مهمة ، مثل التكاثر والتغذية والحركة ، يجب أن يكون الغشاء بلاستيكيًا وكثيفًا.
تاريخ اكتشاف وبحث غشاء الخلية
في عام 1925 ، أجرى جريندل وجوردر تجربة ناجحة لتحديد "ظلال" كريات الدم الحمراء ، أو الأغشية الفارغة. على الرغم من الأخطاء العديدة ، اكتشف العلماء طبقة ثنائية الدهون. استمرت أعمالهم من قبل دانييل ، داوسون في عام 1935 ، وروبرتسون في عام 1960. نتيجة لسنوات عديدة من العمل وتراكم الحجج ، ابتكر سينجر ونيكلسون في عام 1972 نموذجًا للفسيفساء السائل لهيكل الغشاء. أكدت المزيد من التجارب والأبحاث أعمال العلماء.
المعنى
ما هو غشاء الخلية؟ بدأ استخدام هذه الكلمة منذ أكثر من مائة عام ، وترجمت من اللاتينية وتعني "فيلم" ، "جلد". هذا يعين حدود الخلية ، وهو حاجز طبيعي بين المحتويات الداخلية والبيئة الخارجية. يفترض هيكل غشاء الخلية شبه نفاذية ، بسبب الرطوبة والمواد المغذية ومنتجات الاضمحلال التي يمكن أن تمر عبرها بحرية. يمكن أن يسمى هذا الغلاف المكون الهيكلي الرئيسي لتنظيم الخلية.
ضع في اعتبارك الوظائف الرئيسية لغشاء الخلية
1. يفصل بين المحتويات الداخلية للخلية ومكونات البيئة الخارجية.
2. يساهم في الحفاظ على التركيب الكيميائي الثابت للخلية.
3. ينظم التمثيل الغذائي الصحيح.
4. يوفر الترابط بين الخلايا.
5. يتعرف على الإشارات.
6. وظيفة الحماية.
"غلاف بلازما"
غشاء الخلية الخارجي ، الذي يُطلق عليه أيضًا غشاء البلازما ، عبارة عن فيلم فائق الدقة يبلغ سمكه من خمسة إلى سبعة مليمترات نانوية. يتكون أساسًا من مركبات البروتين والفوسفولات والماء. الفيلم مرن ، ويمتص الماء بسهولة ، كما أنه يستعيد سلامته بسرعة بعد التلف.
يختلف في هيكل عالمي. يحتل هذا الغشاء موقعًا حدوديًا ، ويشارك في عملية النفاذية الانتقائية ، والقضاء على نواتج الانحلال ، وتوليفها. العلاقة مع "الجيران" والحماية الموثوقة للمحتويات الداخلية من التلف تجعلها مكونًا مهمًا في مسألة مثل بنية الخلية. في بعض الأحيان ، يتضح أن غشاء الخلية للكائنات الحية يكون مغطى بطبقة نحافة - جليكاليكس ، والتي تحتوي على البروتينات والسكريات. تتم حماية الخلايا النباتية الموجودة خارج الغشاء بواسطة جدار الخلية ، والذي يؤدي وظائف الدعم وصيانة الشكل. المكون الرئيسي لتكوينه هو الألياف (السليلوز) - عديد السكاريد غير القابل للذوبان في الماء.
وبالتالي ، يؤدي غشاء الخلية الخارجية وظيفة الإصلاح والحماية والتفاعل مع الخلايا الأخرى.
هيكل غشاء الخلية
يتراوح سمك هذه القشرة المتحركة من ستة إلى عشرة نانوميليمترات. يحتوي غشاء الخلية للخلية على تركيبة خاصة تعتمد على طبقة ثنائية من الدهون. يتم وضع ذيول الكارهة للماء ، الخاملة للماء ، من الداخل ، بينما تتفاعل الرؤوس المحبة للماء مع الماء باتجاه الخارج. كل دهن هو فوسفوليبيد ، وهو نتيجة تفاعل مواد مثل الجلسرين والسفينجوزين. يحيط الهيكل الدهني عن كثب بالبروتينات الموجودة في طبقة غير متصلة. البعض منهم مغمور في الطبقة الدهنية والباقي يمر عبرها. نتيجة لذلك ، تتشكل مناطق نفاذية للماء. تختلف الوظائف التي تؤديها هذه البروتينات. بعضها عبارة عن إنزيمات ، والبعض الآخر عبارة عن بروتينات نقل تحمل مواد مختلفة من البيئة الخارجية إلى السيتوبلازم والعكس صحيح.
يتخلل غشاء الخلية تمامًا ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بالبروتينات المتكاملة ، ويكون الاتصال بالبروتينات الطرفية أقل قوة. تؤدي هذه البروتينات وظيفة مهمة تتمثل في الحفاظ على بنية الغشاء واستقبال وتحويل الإشارات من البيئة ونقل المواد وتحفيز التفاعلات التي تحدث على الأغشية.
تكوين
أساس غشاء الخلية هو طبقة ثنائية الجزيئية. نظرًا لاستمراريتها ، تتمتع الخلية بحاجز وخصائص ميكانيكية. في مراحل مختلفة من الحياة ، يمكن أن تتعطل هذه الطبقة الثنائية. نتيجة لذلك ، تتشكل العيوب الهيكلية من خلال المسام المحبة للماء. في هذه الحالة ، يمكن تغيير جميع وظائف عنصر مثل غشاء الخلية. في هذه الحالة ، يمكن أن تعاني النواة من تأثيرات خارجية.
الخصائص
يحتوي غشاء الخلية في الخلية على ميزات مثيرة للاهتمام. نظرًا لسيولتها ، فإن هذه القشرة ليست بنية صلبة ، ويتحرك الجزء الأكبر من البروتينات والدهون التي تتكون منها بحرية على مستوى الغشاء.
بشكل عام ، يكون غشاء الخلية غير متماثل ؛ لذلك يختلف تكوين طبقات البروتين والدهون. تحتوي أغشية البلازما في الخلايا الحيوانية من جانبها الخارجي على طبقة بروتين سكري تؤدي وظائف المستقبلات والإشارات ، وتلعب أيضًا دورًا مهمًا في عملية دمج الخلايا في الأنسجة. غشاء الخلية قطبي ، أي من الخارج ، تكون الشحنة موجبة ، وفي الداخل تكون سالبة. بالإضافة إلى كل ما سبق ، فإن غشاء الخلية لديه رؤية انتقائية.
هذا يعني أنه بالإضافة إلى الماء ، يتم تمرير مجموعة معينة فقط من الجزيئات والأيونات من المواد الذائبة إلى الخلية. تركيز مادة مثل الصوديوم في معظم الخلايا أقل بكثير من تركيزه في البيئة الخارجية. تتميز أيونات البوتاسيوم بنسب مختلفة: كميتها في الخلية أعلى بكثير منها في البيئة. في هذا الصدد ، تميل أيونات الصوديوم إلى اختراق غشاء الخلية ، وتميل أيونات البوتاسيوم إلى الانطلاق في الخارج. في ظل هذه الظروف ، ينشط الغشاء نظامًا خاصًا يؤدي دور "الضخ" ، معادلة تركيز المواد: يتم ضخ أيونات الصوديوم إلى سطح الخلية ، ويتم ضخ أيونات البوتاسيوم في الداخل. تعد هذه الميزة من أهم وظائف غشاء الخلية.
يلعب ميل أيونات الصوديوم والبوتاسيوم للتحرك إلى الداخل من السطح دورًا مهمًا في نقل السكر والأحماض الأمينية إلى الخلية. في عملية الإزالة النشطة لأيونات الصوديوم من الخلية ، يخلق الغشاء ظروفًا لإمدادات جديدة من الجلوكوز والأحماض الأمينية بالداخل. على العكس من ذلك ، في عملية نقل أيونات البوتاسيوم إلى الخلية ، يتم تجديد عدد "ناقلات" نواتج الاضمحلال من داخل الخلية إلى البيئة الخارجية.
كيف تتغذى الخلية من خلال غشاء الخلية؟
تمتص العديد من الخلايا المواد من خلال عمليات مثل البلعمة والكثافة. في الشكل الأول ، يتم إنشاء فجوة صغيرة بواسطة الغشاء الخارجي المرن ، حيث يقع الجسيم الملتقط. ثم يصبح قطر الاكتئاب أكبر حتى يدخل الجسيم المحيط في السيتوبلازم الخلوي. من خلال البلعمة ، يتم تغذية بعض البروتوزوا ، على سبيل المثال الأميبا ، وكذلك خلايا الدم - الكريات البيض والبالعات. وبالمثل ، تمتص الخلايا السوائل التي تحتوي على العناصر الغذائية الأساسية. هذه الظاهرة تسمى كثرة الخلايا.
يرتبط الغشاء الخارجي ارتباطًا وثيقًا بالشبكة الإندوبلازمية للخلية.
في العديد من أنواع المكونات الرئيسية للأنسجة ، توجد النتوءات والطيات والميكروفيلي على سطح الغشاء. الخلايا النباتية خارج هذه القشرة مغطاة بخلايا أخرى ، سميكة ويمكن تمييزها بوضوح تحت المجهر. الألياف المصنوعة منها تساعد في دعم الأنسجة النباتية مثل الخشب. تحتوي الخلايا الحيوانية أيضًا على عدد من الهياكل الخارجية الموجودة أعلى غشاء الخلية. إنها وقائية للغاية بطبيعتها ، ومثال على ذلك الكيتين الموجود في خلايا الحشرات.
بالإضافة إلى غشاء الخلية ، يوجد غشاء داخل الخلايا. وتتمثل وظيفتها في تقسيم الخلية إلى عدة مقصورات متخصصة مغلقة - مقصورات أو عضيات ، حيث يجب الحفاظ على بيئة معينة.
وبالتالي ، من المستحيل المبالغة في تقدير دور مثل هذا المكون من الوحدة الأساسية للكائن الحي مثل غشاء الخلية. تتضمن البنية والوظائف توسعًا كبيرًا في مساحة سطح الخلية الكلية ، وتحسين عمليات التمثيل الغذائي. يتضمن هذا التركيب الجزيئي البروتينات والدهون. من خلال فصل الخلية عن البيئة الخارجية ، يضمن الغشاء سلامتها. بمساعدتها ، يتم الحفاظ على الاتصالات بين الخلايا على مستوى قوي بما فيه الكفاية ، وتشكيل الأنسجة. في هذا الصدد ، يمكننا أن نستنتج أن أحد أهم الأدوار في الخلية يلعبه غشاء الخلية. تختلف البنية والوظائف التي تؤديها اختلافًا جذريًا في الخلايا المختلفة ، اعتمادًا على الغرض منها. من خلال هذه الميزات ، يتم تحقيق مجموعة متنوعة من النشاط الفسيولوجي لأغشية الخلايا ودورها في وجود الخلايا والأنسجة.
يحتوي غشاء الخلية على بنية معقدة نوعًا مايمكن رؤيتها من خلال المجهر الإلكتروني. بشكل تقريبي ، تتكون من طبقة مزدوجة من الدهون (الدهون) ، حيث يتم دمج الببتيدات المختلفة (البروتينات) في أماكن مختلفة. يبلغ سمك الغشاء الكلي حوالي 5-10 نانومتر.
الخطة العامة لهيكل غشاء الخلية عالمية للعالم الحي بأكمله. ومع ذلك ، تحتوي أغشية الحيوانات على شوائب من الكوليسترول ، والتي تحدد صلابتها. يتعلق الاختلاف بين أغشية الممالك المختلفة للكائنات بشكل أساسي بالتكوينات فوق الغشائية (الطبقات). لذلك في النباتات والفطريات ، يوجد جدار خلوي فوق الغشاء (من الخارج). في النباتات ، يتكون أساسًا من السليلوز ، وفي الفطريات من مادة الكيتين. في الحيوانات ، تسمى طبقة الغشاء الفائق بالكلان السكري.
بطريقة أخرى ، يسمى غشاء الخلية تذكر الذكرياتأو غشاء البلازما.
تكشف دراسة أعمق لبنية غشاء الخلية عن العديد من ميزاته المرتبطة بالوظائف المؤداة.
تتكون طبقة الدهون الثنائية أساسًا من الفوسفوليبيدات. هذه دهون ، يحتوي أحد طرفيها على بقايا حمض الفوسفوريك ، والتي لها خصائص محبة للماء (أي أنها تجذب جزيئات الماء). الطرف الآخر من الفوسفوليبيد هو سلاسل الأحماض الدهنية ذات الخصائص الكارهة للماء (لا تشكل روابط هيدروجينية مع الماء).
يتم ترتيب جزيئات الفسفوليبيد في غشاء الخلية في صفين بحيث تكون "نهايات" الكارهة للماء في الداخل و "رؤوس" المحبة للماء في الخارج. اتضح هيكل قوي إلى حد ما يحمي محتويات الخلية من البيئة الخارجية.
يتم توزيع شوائب البروتين في غشاء الخلية بشكل غير متساوٍ ، بالإضافة إلى أنها متحركة (نظرًا لأن الفوسفوليبيدات في الطبقة الثنائية لها حركة جانبية). منذ السبعينيات من القرن العشرين ، بدأوا يتحدثون عنه هيكل الفسيفساء السائل لغشاء الخلية.
اعتمادًا على كيفية اعتبار البروتين جزءًا من الغشاء ، يتم التمييز بين ثلاثة أنواع من البروتينات: متكامل وشبه متكامل وطرفي. تمر البروتينات المتكاملة عبر سماكة الغشاء بالكامل ، وتبرز نهاياتها على جانبي الغشاء. يؤدون بشكل رئيسي وظيفة النقل. في البروتينات شبه المتكاملة ، يقع أحد طرفيه في سمك الغشاء ، ويمتد الآخر للخارج (من الخارج أو الجانب الداخلي). يؤدون وظائف الأنزيمية والمستقبلات. توجد البروتينات المحيطية على السطح الخارجي أو الداخلي للغشاء.
تشير السمات الهيكلية لغشاء الخلية إلى أنه المكون الرئيسي للمركب السطحي للخلية ، ولكنه ليس المكون الوحيد. مكوناته الأخرى هي طبقة الغشاء الفائق والطبقة الغشائية.
يتكون الكاليكس (طبقة الغشاء الفائق للحيوانات) من السكريات قليلة السكاريد والسكريات المتعددة ، وكذلك البروتينات المحيطية والأجزاء البارزة من البروتينات المتكاملة. تؤدي مكونات جلايكوكاليكس وظيفة مستقبلية.
بالإضافة إلى glycocalyx ، تحتوي الخلايا الحيوانية أيضًا على تكوينات غشائية أخرى: المخاط ، الكيتين ، perilemma (على غرار الغشاء).
تكوين الغشاء الفائق في النباتات والفطريات هو جدار الخلية.
الطبقة الغشائية للخلية هي السيتوبلازم السطحي (هيالوبلازم) مع نظام داعم مقلص للخلية التي تدخلها ، وتتفاعل أليافها مع البروتينات التي تدخل غشاء الخلية. تنتقل إشارات مختلفة من خلال مركبات الجزيئات هذه.
خلقت الطبيعة العديد من الكائنات الحية والخلايا ، ولكن على الرغم من ذلك ، فإن بنية الأغشية البيولوجية ومعظم وظائفها هي نفسها ، مما يسمح لنا بالنظر في بنيتها ودراسة خصائصها الرئيسية دون الارتباط بنوع معين من الخلايا.
ما هو الغشاء؟
الأغشية عنصر وقائي جزء لا يتجزأ من خلية أي كائن حي.
الوحدة الهيكلية والوظيفية لجميع الكائنات الحية على هذا الكوكب هي الخلية. يرتبط نشاطها الحيوي ارتباطًا وثيقًا بالبيئة التي تتبادل معها الطاقة والمعلومات والجوهر. لذلك ، فإن الطاقة الغذائية اللازمة لعمل الخلية تأتي من الخارج ويتم إنفاقها على تنفيذ الوظائف المختلفة من خلالها.
هيكل أبسط وحدة هيكلية للكائن الحي: غشاء عضوي ، شوائب مختلفة. إنه محاط بغشاء ، توجد بداخله النواة وجميع العضيات. هذه هي الميتوكوندريا ، الجسيمات الحالة ، الريبوسومات ، الشبكة الإندوبلازمية. كل عنصر هيكلي له غشاء خاص به.
دور في النشاط الحيوي للخلية
يلعب الغشاء البيولوجي دورًا متوجًا في بنية وعمل نظام الحياة الأولي. فقط الخلية المحاطة بغشاء واقي يمكن أن يطلق عليها بحق اسم كائن حي. يتم إجراء عملية مثل التمثيل الغذائي أيضًا بسبب وجود غشاء. إذا تم انتهاك سلامتها الهيكلية ، فإن هذا يؤدي إلى تغيير في الحالة الوظيفية للكائن الحي ككل.
غشاء الخلية ووظائفه
يفصل السيتوبلازم في الخلية عن البيئة الخارجية أو من الغشاء. يضمن غشاء الخلية الأداء المناسب لوظائف محددة ، وخصوصية الاتصالات بين الخلايا والمظاهر المناعية ، ويدعم اختلاف الغشاء في الجهد الكهربائي. يحتوي على مستقبلات قادرة على إدراك الإشارات الكيميائية - الهرمونات والوسطاء والمكونات النشطة بيولوجيًا الأخرى. تمنحها هذه المستقبلات قدرة أخرى - لتغيير نشاط التمثيل الغذائي للخلية.
وظائف الغشاء:
1. النقل الفعال للمواد.
2. النقل السلبي للمواد:
2.1. الانتشار بسيط.
2.2. ينقل عبر المسام.
2.3 يتم النقل عن طريق انتشار المادة الحاملة مع مادة الغشاء أو عن طريق ترحيل المادة على طول السلسلة الجزيئية للناقل.
3. نقل غير المنحل بالكهرباء بسبب الانتشار البسيط والسهل.
هيكل غشاء الخلية
مكونات غشاء الخلية هي الدهون والبروتينات.
الدهون: فوسفوليبيدات ، فوسفاتيدي إيثانول أمين ، سفينغوميلين ، فوسفاتيديل إلينوزيتول وفوسفاتيديل سيرين ، جليكوليبيدات. نسبة الدهون 40-90٪.
البروتينات: هامشية ، متكاملة (بروتينات سكرية) ، سبكترين ، أكتين ، هيكل خلوي.
العنصر الهيكلي الرئيسي هو طبقة مزدوجة من جزيئات الفسفوليبيد.
غشاء التسقيف: التعريف والتصنيف
بعض الإحصائيات. على أراضي الاتحاد الروسي ، تم استخدام الغشاء كمواد تسقيف منذ وقت ليس ببعيد. تبلغ الثقل النوعي للأسطح الغشائية من العدد الإجمالي لألواح الأسقف اللينة 1.5٪ فقط. تنتشر الأسطح البيتومينية والمصطكية في روسيا. لكن في أوروبا الغربية ، تشكل الأسقف المصنوعة من الأغشية 87٪. الفرق واضح.
كقاعدة عامة ، يعتبر الغشاء كمادة أساسية لتراكب السقف مثاليًا للأسطح المسطحة. بالنسبة لأولئك الذين لديهم منحدر كبير ، فهو أقل ملاءمة.
حجم الإنتاج والمبيعات لأسقف الأغشية في السوق المحلية لها اتجاه نمو إيجابي. لماذا ا؟ الأسباب أكثر من واضحة:
- عمر الخدمة حوالي 60 سنة. تخيل ، فقط فترة الضمان للاستخدام ، التي حددتها الشركة المصنعة ، تصل إلى 20 عامًا.
- سهولة التركيب. للمقارنة: تركيب سقف بيتوميني يستغرق 1.5 مرة أطول من تركيب أرضية غشاء.
- سهولة أعمال الصيانة والإصلاح.
يمكن أن يتراوح سمك أغشية التسقيف بين 0.8 و 2 مم ، ويبلغ متوسط وزن المتر المربع 1.3 كجم.
خصائص غشاء التسقيف:
- مرونة؛
- الخضوع ل؛
- مقاومة الأشعة فوق البنفسجية وغيرها من الوسائط المعتدية ؛
- مقاومة الصقيع؛
- الحران.
غشاء التسقيف من ثلاثة أنواع. ميزة التصنيف الرئيسية هي نوع المادة البوليمرية التي تشكل قاعدة الويب. لذلك ، أغشية التسقيف هي:
- تنتمي إلى مجموعة EPDM ، على أساس مونومر إيثيلين بروبيلين ديين المبلمر ، أو ببساطة ، المزايا: قوة عالية ، ومرونة ، ومقاومة للماء ، وصديقة للبيئة ، وتكلفة منخفضة. العيوب: تقنية لصق الأقمشة من خلال استخدام شريط خاص ، مؤشرات منخفضة لقوة الرابطة. نطاق التطبيق: تستخدم كمواد مانعة لتسرب المياه لأسقف الأنفاق ، ومصادر المياه ، وتخزين النفايات ، والخزانات الاصطناعية والطبيعية ، إلخ.
- أغشية PVC. هذه أغلفة تستخدم في إنتاج كلوريد البوليفينيل كمواد رئيسية. المزايا: مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ، مقاومة الحريق ، مجموعة واسعة من ألوان صفائح الأغشية. العيوب: مقاومة منخفضة للمواد البيتومينية والزيوت والمذيبات ؛ ينبعث منها مواد ضارة في الغلاف الجوي ؛ يتلاشى لون القماش بمرور الوقت.
- TPO. مصنوعة من أوليفينات لدن بالحرارة. يمكن تعزيزها وعدم تعزيزها. الأول مجهز بشبكة بوليستر أو قماش من الألياف الزجاجية. المزايا: التوافق مع البيئة ، المتانة ، المرونة العالية ، مقاومة درجات الحرارة (في درجات الحرارة العالية والمنخفضة) ، وصلات الأقمشة الملحومة. العيوب: فئة سعرية عالية ، قلة المصنعين في السوق المحلي.
غشاء ملفوف: الخصائص والوظائف والمزايا
الأغشية الملفوفة هي ابتكار في سوق البناء. يستخدم هذا الغشاء كمواد مانعة لتسرب المياه.
المادة المستخدمة في التصنيع هي البولي إيثيلين. هذا الأخير من نوعين: البولي إيثيلين عالي الكثافة (LDPE) والبولي إيثيلين منخفض الكثافة (HDPE).
فهرس | ||
قوة الانهيار (MPa) | ||
استطالة الشد (٪) | ||
الكثافة (كجم / متر مكعب) | ||
قوة ضاغطة (باسكال) | ||
قوة التأثير (محززة) (KJ / sq. M) | ||
معامل الانحناء (MPa) | ||
صلابة (MPa) | ||
درجة حرارة التشغيل (˚С) | من -60 إلى +80 | من -60 إلى +80 |
المعدل اليومي لامتصاص الماء (٪) |
يحتوي غشاء البولي إيثيلين عالي الضغط على سطح خاص - بثور مجوفة. يمكن أن يختلف ارتفاع هذه التكوينات من 7 إلى 20 ملم. السطح الداخلي للغشاء أملس. هذا يجعل من الممكن ثني مواد البناء دون أي مشاكل.
يتم استبعاد أي تغيير في شكل المقاطع الفردية للغشاء ، حيث يتم توزيع الضغط بالتساوي على كامل المنطقة بسبب وجود جميع النتوءات نفسها. يمكن استخدام الأغشية الأرضية كعزل تهوية. في هذه الحالة ، يتم ضمان التبادل الحراري الحر داخل المبنى.
مزايا الأغشية الملفوفة:
- زيادة القوة
- مقاوم للحرارة؛
- مقاومة التأثيرات الكيميائية والبيولوجية ؛
- عمر خدمة طويل (أكثر من 50 عامًا) ؛
- سهولة التركيب والصيانة ؛
- تكلفة معقولة.
الأغشية الملفوفة من ثلاثة أنواع:
- مع قماش من طبقة واحدة ؛
- بنسيج من طبقتين = تكسية أرضية + غشاء تصريف ؛
- بنسيج ثلاثي الطبقات = سطح زلق + تكسية أرضية + غشاء تصريف.
يتم استخدام غشاء جانبي أحادي الطبقة لحماية العزل المائي الرئيسي وتركيب وتفكيك التحضير الخرساني للجدران ذات الرطوبة العالية. تستخدم طبقة واقية من طبقتين أثناء التجهيز ، وتتكون من ثلاث طبقات ، وتستخدم على التربة التي تتكيف مع الصقيع ، وتربة عميقة.
مجالات استخدام أغشية الصرف
يتم استخدام الغشاء الملفوف في المجالات التالية:
- العزل الأساسي للمؤسسة. يوفر حماية موثوقة ضد الآثار المدمرة للمياه الجوفية ، وأنظمة جذر النبات ، وهبوط التربة ، والأضرار الميكانيكية.
- تصريف جدار الأساس. يحيد تأثير المياه الجوفية ، هطول الأمطار في الغلاف الجوي عن طريق تحويلها إلى أنظمة الصرف.
- النوع الأفقي - حماية ضد التشوه بسبب السمات الهيكلية.
- مماثل لتحضير الخرسانة. يتم التشغيل في حالة أعمال البناء الخاصة بتشييد المباني في منطقة منخفضة المياه الجوفية ، في الحالات التي يتم فيها استخدام العزل الأفقي للحماية من الرطوبة الشعرية. أيضًا ، وظيفة الغشاء المموج هي منع مرور الأسمنت إلى الأرض.
- تهوية أسطح الجدران بمستوى عالٍ من الرطوبة. يمكن تثبيته من الداخل والخارج في الغرفة. في الحالة الأولى ، يتم تنشيط دوران الهواء ، وفي الحالة الثانية ، يتم توفير الرطوبة ودرجة الحرارة المثلى.
- يستخدم سقف معكوس.
غشاء فائق الانتشار
غشاء الانتشار الفائق هو مادة من الجيل الجديد ، والغرض الرئيسي منها هو حماية عناصر هيكل التسقيف من ظواهر الرياح والأمطار والبخار.
يعتمد إنتاج المواد الواقية على استخدام مواد غير منسوجة وألياف كثيفة عالية الجودة. الأغشية المكونة من ثلاث طبقات وأربع طبقات شائعة في السوق المحلية. تؤكد التعليقات الواردة من الخبراء والمستهلكين أنه كلما زاد عدد الطبقات التي يقوم عليها الهيكل ، زادت قوة وظائفه الوقائية ، وبالتالي زادت كفاءة الطاقة في الغرفة ككل.
اعتمادًا على نوع السقف وميزاته التصميمية والظروف المناخية ، يوصي المصنعون بإعطاء الأفضلية لنوع أو آخر من أغشية الانتشار. لذلك ، فهي موجودة للأسطح المائلة ذات الهياكل المعقدة والبسيطة ، وللأسقف المائلة ذات المنحدرات الدنيا ، وللأسقف ذات التماس ، إلخ.
يتم وضع غشاء الانتشار الفائق مباشرة على طبقة العزل الحراري ، أرضيات اللوح. ليست هناك حاجة إلى وجود فجوة تهوية. يتم تثبيت المادة بدبابيس خاصة أو مسامير فولاذية. حواف أوراق الانتشار متصلة ؛ يُسمح بتنفيذ العمل حتى في ظل الظروف القاسية: في حالة هبوب رياح قوية ، إلخ.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الطلاء المعني كتداخل مؤقت للسقف.
أغشية PVC: الجوهر والغرض
أغشية PPH هي مادة تسقيف مصنوعة من البولي فينيل كلوريد بخصائص مرنة. حلت مواد التسقيف الحديثة هذه محل نظائر لفة البيتومين تمامًا ، والتي لها عيب كبير - الحاجة إلى الصيانة والإصلاح المنتظمين. اليوم ، تتيح الميزات المميزة لأغشية PVC إمكانية استخدامها عند إجراء أعمال الإصلاح على الأسطح المسطحة القديمة. يتم استخدامها أيضًا عند تركيب أسقف جديدة.
يسهل استخدام السقف المصنوع من هذه المواد ، ويمكن تركيبه على أي نوع من الأسطح في أي وقت من السنة وفي أي ظروف جوية. يحتوي غشاء PVC على الخصائص التالية:
- الخضوع ل؛
- مقاومة الأشعة فوق البنفسجية وأنواع مختلفة من الترسيب وأحمال النقطة والسطح.
بفضل خصائصها الفريدة ، فإن أغشية PVC ستخدمك بأمانة لسنوات عديدة. إن العمر الافتراضي لمثل هذا السقف يساوي العمر الافتراضي للمبنى نفسه ، بينما تحتاج مواد الأسقف المدلفنة إلى إصلاحات منتظمة ، وفي بعض الحالات تفكيك أرضية جديدة وتركيبها.
ترتبط صفائح غشاء PVC ببعضها البعض عن طريق اللحام الساخن الذي تتراوح درجة حرارته بين 400-600 درجة مئوية. هذا الاتصال مغلق تمامًا.
فوائد أغشية PVC
مزاياها واضحة:
- مرونة نظام التسقيف ، الذي يناسب مشروع البناء على أفضل وجه ؛
- وصلة ربط متينة ومحكمة الإغلاق بين صفائح الغشاء ؛
- التسامح المثالي لتغير المناخ والظروف الجوية ودرجة الحرارة والرطوبة ؛
- زيادة نفاذية البخار ، مما يعزز تبخر الرطوبة المتراكمة في مساحة تحت السطح ؛
- العديد من خيارات الألوان
- خصائص مكافحة الحرائق
- القدرة على الحفاظ على الخصائص الأصلية والمظهر لفترة طويلة ؛
- غشاء PVC مادة صديقة للبيئة تمامًا ، وهو ما تؤكده الشهادات ذات الصلة ؛
- عملية التثبيت آلية ، لذلك لا تستغرق الكثير من الوقت ؛
- تسمح قواعد التشغيل بتركيب العديد من الإضافات المعمارية مباشرة فوق سطح غشاء PVC نفسه ؛
- سيوفر لك التصميم أحادي الطبقة المال ؛
- سهولة الصيانة والإصلاح.
نسيج الغشاء
النسيج الغشائي معروف منذ فترة طويلة في صناعة النسيج. الأحذية والملابس مصنوعة من هذه المواد: الكبار والأطفال. الغشاء هو أساس النسيج الغشائي ، ويتم تقديمه على شكل غشاء بوليمر رقيق وله خصائص مثل مقاومة الماء ونفاذية البخار. لإنتاج هذه المواد ، يتم تغطية هذا الفيلم بطبقات واقية خارجية وداخلية. يتم تحديد هيكلها بواسطة الغشاء نفسه. يتم ذلك من أجل الحفاظ على جميع الخصائص المفيدة حتى في حالة حدوث ضرر. بمعنى آخر ، لا تبلل الملابس الغشائية عند تعرضها لهطول الأمطار على شكل ثلج أو مطر ، ولكنها في نفس الوقت تسمح تمامًا للبخار من الجسم إلى البيئة الخارجية. تسمح هذه النفاذية للجلد بالتنفس.
بالنظر إلى كل ما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن الملابس الشتوية المثالية مصنوعة من هذا النسيج. يمكن أن يكون الغشاء الذي يقوم عليه النسيج في هذه الحالة:
- مع المسام
- بدون مسام
- مجموع.
يتم تضمين التفلون في تكوين الأغشية مع العديد من المسام الدقيقة. لا تصل أحجام هذه المسام حتى إلى أبعاد قطرة الماء ، ولكنها أكبر من جزيء الماء ، مما يشير إلى مقاومة الماء والقدرة على إزالة العرق.
الأغشية التي لا تحتوي على مسام عادة ما تكون مصنوعة من البولي يوريثين. تركز طبقتهم الداخلية في حد ذاتها كل إفرازات العرق في جسم الإنسان وتدفعهم للخارج.
يشير هيكل الغشاء المدمج إلى وجود طبقتين: مسامية وسلسة. يتميز هذا القماش بخصائص عالية الجودة وسيستمر لسنوات عديدة.
بفضل هذه المزايا ، فإن الملابس والأحذية المصنوعة من الأقمشة الغشائية والمخصصة للارتداء في فصل الشتاء ، متينة ، لكنها خفيفة الوزن ، وتحمي بشكل ممتاز من الصقيع والرطوبة والغبار. لا يمكن الاستغناء عنها ببساطة للعديد من أنواع الأنشطة الترفيهية الشتوية وتسلق الجبال.
في عام 1972 ، تم طرح نظرية مفادها أن الغشاء المنفذ جزئيًا يحيط بالخلية ويؤدي عددًا من المهام الحيوية ، كما أن بنية ووظيفة أغشية الخلايا هي أسئلة مهمة فيما يتعلق بالأداء السليم لجميع الخلايا في الجسم. انتشر في القرن السابع عشر مع اختراع المجهر. أصبح معروفًا أن الأنسجة النباتية والحيوانية تتكون من خلايا ، ولكن بسبب الدقة المنخفضة للجهاز ، كان من المستحيل رؤية أي حواجز حول الخلية الحيوانية. في القرن العشرين ، تم فحص الطبيعة الكيميائية للغشاء بمزيد من التفصيل ، ووجد أنه يعتمد على الدهون.
هيكل ووظيفة أغشية الخلايا
يحيط غشاء الخلية بسيتوبلازم الخلايا الحية ، ويفصل فعليًا المكونات داخل الخلايا عن البيئة الخارجية. تحتوي الفطريات والبكتيريا والنباتات أيضًا على جدران خلوية توفر الحماية وتمنع مرور الجزيئات الكبيرة. تلعب أغشية الخلايا أيضًا دورًا في تكوين الهيكل الخلوي وربط الجسيمات الحيوية الأخرى بالمصفوفة خارج الخلية. هذا ضروري من أجل تماسكهم معًا ، وتشكيل أنسجة وأعضاء الجسم. تشمل السمات الهيكلية لغشاء الخلية النفاذية. الوظيفة الرئيسية هي الحماية. يتكون الغشاء من طبقة فوسفورية مع بروتينات مدمجة. يشارك هذا الجزء في عمليات مثل التصاق الخلية والتوصيل الأيوني وأنظمة الإشارات ويعمل كسطح مرفق للعديد من الهياكل خارج الخلية ، بما في ذلك الجدار والكلان السكري والهيكل الخلوي الداخلي. يحتفظ الغشاء أيضًا بإمكانيات الخلية من خلال العمل كمرشح انتقائي. إنه قابل للنفاذ بشكل انتقائي للأيونات والجزيئات العضوية ويتحكم في حركة الجسيمات.
الآليات البيولوجية التي تنطوي على غشاء الخلية
1. الانتشار السلبي: يمكن لبعض المواد (الجزيئات الصغيرة والأيونات) ، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2) والأكسجين (O2) ، أن تنتشر عبر غشاء البلازما. تعمل القشرة كحاجز أمام جزيئات وأيونات معينة يمكنها التركيز على أي جانب.
2. بروتين الغشاء العابر للقنوات والناقلات: يجب أن تدخل المغذيات ، مثل الجلوكوز أو الأحماض الأمينية ، إلى الخلية ، ويجب أن تتركها بعض المنتجات الأيضية.
3. الالتقام الخلوي هو عملية يتم من خلالها امتصاص الجزيئات. يحدث تشوه طفيف (انغلاف) في غشاء البلازما حيث يتم ابتلاع المادة المراد نقلها. إنها تتطلب طاقة وبالتالي فهي شكل من أشكال النقل النشط.
4. خروج الخلايا: يحدث في خلايا مختلفة لإزالة البقايا غير المهضومة الناتجة عن الالتقام الخلوي ، وإفراز مواد مثل الهرمونات والإنزيمات ، ونقل المادة بالكامل عبر حاجز الخلية.
التركيب الجزيئي
غشاء الخلية عبارة عن غشاء بيولوجي ، يتكون أساسًا من الدهون الفوسفورية ويفصل محتويات الخلية بأكملها عن البيئة الخارجية. تحدث عملية التكوين بشكل عفوي في ظل الظروف العادية. لفهم هذه العملية ووصف بنية ووظيفة أغشية الخلايا ، بالإضافة إلى الخصائص بشكل صحيح ، من الضروري تقييم طبيعة الهياكل الفسفورية التي تتميز بالاستقطاب الهيكلي. عندما تصل الدهون الفسفورية في البيئة المائية للسيتوبلازم إلى تركيز حرج ، فإنها تتحد في المذيلات ، والتي تكون أكثر استقرارًا في البيئة المائية.
خصائص الغشاء
- استقرار. هذا يعني أنه بمجرد تشكيله ، فإن تدهور الغشاء غير محتمل.
- الخضوع ل. يعتبر الغشاء الدهني موثوقًا بدرجة كافية لمنع مرور المادة القطبية ؛ لا يمكن لكل من المواد الذائبة (الأيونات والجلوكوز والأحماض الأمينية) والجزيئات الأكبر (البروتينات) المرور عبر الحدود المشكلة.
- الطابع الديناميكي. ربما تكون هذه هي الخاصية الأكثر أهمية عند النظر في بنية الخلية. يمكن أن يخضع غشاء الخلية لتشوهات مختلفة ، ويمكن أن يطوي وينحني دون أن ينهار. في ظل ظروف خاصة ، على سبيل المثال ، مع اندماج الحويصلة أو التبرعم ، يمكن أن يتم إزعاجها ، ولكن بشكل مؤقت فقط. في درجة حرارة الغرفة ، تكون مكوناته الدهنية في حركة فوضوية ثابتة ، وتشكل حدودًا ثابتة للسائل.
نموذج الفسيفساء السائل
عند الحديث عن بنية ووظيفة أغشية الخلايا ، من المهم ملاحظة أنه في النظرة الحديثة ، تم اعتبار الغشاء كنموذج فسيفساء سائل في عام 1972 من قبل العلماء سينجر ونيكلسون. تعكس نظريتهم ثلاث سمات رئيسية لهيكل الغشاء. تعمل Integral على تعزيز نمط الفسيفساء للغشاء ، وهي قادرة على الحركة الجانبية في المستوى بسبب الطبيعة المتغيرة للتنظيم الدهني. يمكن أيضًا أن تكون بروتينات الغشاء متحركة. سمة مهمة لهيكل الغشاء هو عدم تناسقه. ما هو هيكل الخلية؟ غشاء الخلية والنواة والبروتينات وما إلى ذلك. الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة ، وتتكون جميع الكائنات الحية من خلية واحدة أو عدة خلايا ، ولكل منها حاجز طبيعي يفصلها عن البيئة. يُطلق على حدود الخلية الخارجية أيضًا اسم غشاء البلازما. يتكون من أربعة أنواع مختلفة من الجزيئات: الدهون الفوسفورية والكوليسترول والبروتينات والكربوهيدرات. يصف نموذج الفسيفساء السائل هيكل غشاء الخلية على النحو التالي: مرن ومرن ، يشبه الزيت النباتي في التناسق ، بحيث تطفو جميع الجزيئات الفردية ببساطة في وسط سائل ، وكلها قادرة على التحرك جانبيًا داخل هذا الغشاء. الفسيفساء هي شيء يحتوي على العديد من التفاصيل المختلفة. في غشاء البلازما ، يتم تمثيله بالفوسفوليبيدات وجزيئات الكوليسترول والبروتينات والكربوهيدرات.
الفوسفوليبيد
تشكل الفسفوليبيدات البنية الأساسية لغشاء الخلية. هذه الجزيئات لها نهايتان متميزتان: رأس وذيل. تحتوي نهاية الرأس على مجموعة فوسفاتية وهي محبة للماء. هذا يعني أنه ينجذب إلى جزيئات الماء. يتكون الذيل من ذرات الهيدروجين والكربون تسمى سلاسل الأحماض الدهنية. هذه السلاسل كارهة للماء ولا تحب الاختلاط بجزيئات الماء. تشبه هذه العملية ما يحدث عندما تصب الزيت النباتي في الماء ، أي أنه لا يذوب فيه. ترتبط السمات الهيكلية لغشاء الخلية بما يسمى طبقة ثنائية الدهون ، والتي تتكون من الدهون الفوسفورية. توجد رؤوس الفوسفات المحبة للماء دائمًا حيث يوجد ماء على شكل سائل داخل الخلايا وخارج الخلية. يتم تنظيم ذيول الفسفوليبيد الكارهة للماء في الغشاء بطريقة تحافظ عليها بعيدًا عن الماء.
الكوليسترول والبروتينات والكربوهيدرات
عندما يسمع الناس كلمة "كولسترول" فإنهم عادة يعتقدون أنها سيئة. ومع ذلك ، في الواقع ، يعتبر الكوليسترول مكونًا مهمًا جدًا في أغشية الخلايا. تتكون جزيئاته من أربع حلقات من ذرات الهيدروجين والكربون. إنها كارهة للماء وتحدث بين ذيول كارهة للماء في الطبقة الثنائية الدهنية. تكمن أهميتها في الحفاظ على الاتساق ، فهي تقوي الأغشية وتمنعها من العبور. تحافظ جزيئات الكوليسترول أيضًا على ذيول الفسفوليبيد من التلامس والتصلب. هذا يضمن السيولة والمرونة. تعمل بروتينات الغشاء كإنزيمات لتسريع التفاعلات الكيميائية ، أو تعمل كمستقبلات لجزيئات معينة ، أو تنقل المواد عبر غشاء الخلية.
توجد الكربوهيدرات أو السكريات فقط في الجانب خارج الخلية من غشاء الخلية. معا يشكلون glycocalyx. يوفر توسيدًا وحماية لغشاء البلازما. بناءً على بنية ونوع الكربوهيدرات في الكُلَان السكري ، يمكن للجسم التعرف على الخلايا وتحديد ما إذا كان ينبغي أن تكون هناك أم لا.
بروتينات الغشاء
لا يمكن تخيل بنية غشاء الخلية بدون عنصر مهم مثل البروتين. على الرغم من ذلك ، يمكن أن تكون أقل شأنا في الحجم من عنصر مهم آخر - الدهون. هناك ثلاثة أنواع من بروتينات الغشاء الأساسية.
- أساسي. إنها تغطي تمامًا البيئة ثنائية الطبقة والسيتوبلازم وخارج الخلية. يؤدون وظيفة النقل والإشارات.
- هامشي. ترتبط البروتينات بالغشاء عن طريق روابط كهروستاتيكية أو هيدروجينية في أسطحها السيتوبلازمية أو خارج الخلية. يشاركون في المقام الأول كوسيلة للتعلق بالبروتينات المتكاملة.
- ترانسيمبرين. يؤدون وظائف إنزيمية وإشارات ، ويقومون أيضًا بتعديل البنية الأساسية للطبقة الثنائية الدهنية للغشاء.
وظائف الأغشية البيولوجية
يتحكم التأثير الكارثي للماء ، الذي ينظم سلوك الهيدروكربونات في الماء ، في الهياكل المكونة من دهون الغشاء وبروتينات الغشاء. يتم منح العديد من خصائص الأغشية بواسطة حاملات الطبقات الثنائية الدهنية ، والتي تشكل البنية الأساسية لجميع الأغشية البيولوجية. يتم إخفاء بروتينات الغشاء المتكامل جزئيًا في الطبقة الثنائية الدهنية. بروتينات الغشاء لها تنظيم متخصص من الأحماض الأمينية في تسلسلها الأساسي.
تشبه بروتينات الغشاء المحيطي إلى حد بعيد البروتينات القابلة للذوبان ، ولكنها أيضًا مرتبطة بالغشاء. أغشية الخلايا المتخصصة لها وظائف خلوية متخصصة. كيف تؤثر بنية ووظيفة أغشية الخلايا على الجسم؟ يعتمد توفير وظائف الكائن الحي بأكمله على كيفية ترتيب الأغشية البيولوجية. من العضيات داخل الخلايا ، والتفاعلات الغشائية خارج الخلية وبين الخلايا ، يتم إنشاء الهياكل الضرورية لتنظيم وأداء الوظائف البيولوجية. العديد من الميزات الهيكلية والوظيفية مشتركة بين البكتيريا والفيروسات المغلفة. جميع الأغشية البيولوجية مبنية على طبقة ثنائية من الدهون ، والتي تحدد وجود عدد من الخصائص المشتركة. بروتينات الغشاء لها العديد من الوظائف المحددة.
- المتابعة. تحدد أغشية الخلايا في البلازما حدود تفاعل الخلية مع البيئة.
- المواصلات. تنقسم الأغشية داخل الخلايا إلى عدة كتل وظيفية ذات تركيبات داخلية مختلفة ، كل منها مدعوم بوظيفة النقل الضرورية بالاشتراك مع نفاذية التحكم.
- نقل الإشارة. يوفر اندماج الأغشية آلية للإنذار الحويصلي داخل الخلايا ومنع أنواع مختلفة من الفيروسات من الدخول بحرية إلى الخلية.
الأهمية والاستنتاجات
يؤثر هيكل غشاء الخلية الخارجي على الجسم كله. يلعب دورًا مهمًا في حماية السلامة من خلال السماح فقط للمواد المختارة بالاختراق. وهي أيضًا قاعدة جيدة لربط الهيكل الخلوي وجدار الخلية ، مما يساعد في الحفاظ على شكل الخلية. تشكل الدهون حوالي 50٪ من كتلة غشاء معظم الخلايا ، على الرغم من أن هذا الرقم يختلف باختلاف نوع الغشاء. هيكل غشاء الخلية الخارجية للثدييات أكثر تعقيدًا ، فهو يحتوي على أربعة فوسفوليبيدات رئيسية. من الخصائص المهمة للطبقات الثنائية الدهنية أنها تتصرف مثل السوائل ثنائية الأبعاد ، حيث يمكن للجزيئات الفردية أن تدور بحرية وتتحرك في اتجاهات جانبية. تعتبر هذه السيولة خاصية مهمة للأغشية ، والتي يتم تحديدها اعتمادًا على درجة الحرارة وتكوين الدهون. بسبب بنية الحلقة الهيدروكربونية ، يلعب الكوليسترول دورًا في تحديد سيولة الغشاء. تسمح الأغشية البيولوجية للجزيئات الصغيرة للخلية بالتحكم في بنيتها الداخلية والحفاظ عليها.
بالنظر إلى بنية الخلية (غشاء الخلية ، النواة ، وما إلى ذلك) ، يمكننا أن نستنتج أن الجسم هو نظام ذاتي التنظيم ، وبدون مساعدة خارجية ، لا يمكن أن يؤذي نفسه وسيبحث دائمًا عن طرق للاستعادة والحماية والشكل الصحيح وظيفة كل خلية.
غشاء الخلية ، الذي يسمى أيضًا غشاء البلازما ، أو غشاء الخلية ، أو غشاء البلازما ، هو بنية جزيئية مرنة بطبيعتها ، وتتكون من بروتينات ودهون مختلفة. إنه يفصل محتوى أي خلية عن البيئة الخارجية ، وبالتالي ينظم خصائص الحماية الخاصة به ، ويوفر أيضًا تبادلًا بين البيئة الخارجية والمحتويات الداخلية للخلية مباشرة.
غشاء بلازمي
Plasmalemma هو حاجز يقع بالداخل خلف القشرة مباشرة. يقسم الخلية إلى مقصورات معينة ، والتي يتم توجيهها إلى مقصورات أو عضيات. تحتوي على ظروف بيئية متخصصة. يغطي جدار الخلية غشاء الخلية بالكامل. يبدو وكأنه طبقة مزدوجة من الجزيئات.
معلومات اساسية
تكوين البلازما هو الدهون الفوسفورية أو ، كما يطلق عليها أيضًا ، الدهون المعقدة. تتكون الفسفوليبيدات من عدة أجزاء: ذيل ورأس. يسمي الخبراء الأجزاء الكارهة للماء والماء: اعتمادًا على بنية الحيوان أو الخلية النباتية. الأقسام التي تسمى الرأس تواجه داخل الخلية ، وتتجه ذيولها للخارج. إن البلازما هي بنية ثابتة ومتشابهة جدًا في الكائنات الحية المختلفة. في أغلب الأحيان يمكن أن يكون الاستثناء هو العتائق ، حيث تتكون الأقسام من أنواع مختلفة من الكحوليات والجلسرين.
سمك البلازما ما يقرب من 10 نانومتر.
توجد أقسام موجودة في الجزء الخارجي أو الخارجي القريب من الغشاء - يطلق عليها اسم سطحي. يمكن أن تكون بعض أنواع البروتين نوعًا من نقاط الاتصال لغشاء الخلية والغشاء. يوجد داخل الخلية الهيكل الخلوي والجدار الخارجي. يمكن استخدام أنواع معينة من البروتين المتكامل كقنوات في مستقبلات نقل الأيونات (بالتوازي مع النهايات العصبية).
إذا كنت تستخدم مجهرًا إلكترونيًا ، فيمكنك الحصول على بيانات يمكنك على أساسها بناء رسم تخطيطي لهيكل جميع أجزاء الخلية ، بالإضافة إلى المكونات والأغلفة الرئيسية. يتكون الجهاز العلوي من ثلاثة أنظمة فرعية:
- إدراج الغشاء الفائق المعقد ؛
- الجهاز العضلي الهيكلي في السيتوبلازم ، والذي سيكون له جزء تحت الغشاء.
يتضمن هذا الجهاز الهيكل الخلوي للخلية. يسمى السيتوبلازم مع العضيات والنواة الجهاز النووي. يقع السيتوبلازم ، أو بعبارة أخرى ، غشاء الخلية البلازمية تحت غشاء الخلية.
تأتي كلمة "غشاء" من الكلمة اللاتينية membrum ، والتي يمكن ترجمتها على أنها "جلد" أو "غمد". تم اقتراح المصطلح منذ أكثر من 200 عام وكان يُطلق عليه غالبًا حواف الخلية ، ولكن في الفترة التي بدأ فيها استخدام المعدات الإلكترونية المختلفة ، ثبت أن السيتوليما في البلازما تشكل العديد من العناصر المختلفة للغشاء.
غالبًا ما تكون العناصر هيكلية ، مثل:
- الميتوكوندريا؛
- الجسيمات المحللة؛
- البلاستيدات.
- أقسام.
تم طرح إحدى الفرضيات الأولى المتعلقة بالتركيب الجزيئي للبلازما في عام 1940 من قبل معهد أبحاث في بريطانيا العظمى. بالفعل في عام 1960 ، اقترح ويليام روبرتس على العالم فرضية "الغشاء الأولي". لقد افترضت أن جميع البلازمات في الخلية تتكون من أجزاء معينة ، في الواقع ، تتشكل وفقًا لمبدأ عام لجميع ممالك الكائنات الحية.
في أوائل السبعينيات من القرن العشرين ، تم اكتشاف الكثير من البيانات ، والتي على أساسها ، في عام 1972 ، اقترح علماء من أستراليا نموذجًا سائلًا فسيفسائيًا جديدًا لهيكل الخلايا.
هيكل غشاء البلازما
نموذج 1972 مقبول بشكل عام حتى يومنا هذا. أي ، في العلم الحديث ، يعتمد العديد من العلماء الذين يعملون مع القشرة على العمل النظري "هيكل الغشاء البيولوجي لنموذج الفسيفساء السائل".
ترتبط جزيئات البروتين بطبقة ثنائية الدهون وتتخلل الغشاء بالكامل - بروتينات متكاملة (أحد الأسماء الشائعة هو بروتينات الغشاء).
تحتوي القشرة الموجودة في التركيبة على مكونات كربوهيدرات مختلفة ، والتي ستبدو مثل سلسلة عديد السكاريد أو السكاريد. السلسلة ، بدورها ، سوف ترتبط بالدهون والبروتين. تسمى السلاسل التي ترتبط بجزيئات البروتين بالبروتينات السكرية ، وتسمى جزيئات الدهون بالجليكوسيدات. توجد الكربوهيدرات على السطح الخارجي للغشاء وتعمل كمستقبلات في الخلايا الحيوانية.
بروتين سكري - عبارة عن مجموعة معقدة من وظائف الغشاء الفائق. ويسمى أيضًا glycocalyx (من الكلمات اليونانية glyc و calix ، والتي تعني "حلو" و "كوب"). يعزز المركب التصاق الخلية.
وظائف غشاء البلازما
حاجز
يساعد على فصل المكونات الداخلية لكتلة الخلية عن تلك المواد الموجودة في الخارج. يحمي الجسم من دخول المواد المختلفة التي ستكون غريبة عليه ، ويساعد في الحفاظ على التوازن داخل الخلايا.
المواصلات
تمتلك الخلية "النقل السلبي" الخاص بها وتستخدمه لتقليل نفقات الطاقة. تعمل وظيفة النقل في العمليات التالية:
- الالتقام.
- طرد خلوي؛
- استقلاب الصوديوم والبوتاسيوم.
يوجد على السطح الخارجي للغشاء مستقبلات تختلط فيها الهرمونات والجزيئات التنظيمية المختلفة.
النقل السلبي- عملية تمر فيها مادة ما عبر غشاء ، بينما لا يتم إنفاق أي طاقة. بمعنى آخر ، يتم تسليم المادة من منطقة الخلية ذات التركيز العالي ، في الاتجاه الذي يكون فيه التركيز أقل.
هناك نوعان:
- انتشار بسيط- متأصل في الجزيئات الصغيرة المحايدة H2O و CO2 و O2 وبعض المواد العضوية الكارهة للماء ذات الوزن الجزيئي المنخفض ، وبالتالي ، تمر بسهولة عبر الفسفوليبيدات الغشائية. يمكن لهذه الجزيئات أن تخترق الغشاء حتى يصبح تدرج التركيز مستقرًا وغير متغير.
- نشر الميسر- خصائص الجزيئات المختلفة من النوع المحبة للماء. يمكنهم أيضًا المرور عبر الغشاء وفقًا لتدرج التركيز. ومع ذلك ، سيتم تنفيذ العملية باستخدام بروتينات مختلفة ستشكل قنوات محددة من المركبات الأيونية في الغشاء.
النقل النشطهي حركة المكونات المختلفة عبر جدار الغشاء بدلاً من التدرج. يتطلب هذا النقل إنفاقًا كبيرًا لموارد الطاقة في الخلية. غالبًا ما يكون النقل النشط هو المصدر الرئيسي لاستهلاك الطاقة.
هناك عدة أصناف.النقل النشط بمشاركة البروتينات الحاملة:
- مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.تلقي الخلايا للمعادن الأساسية والعناصر النزرة.
- الالتقام- العملية التي تلتقط بها الخلية الجزيئات الصلبة (البلعمة) أو قطرات مختلفة من أي سائل (كثرة الخلايا).
- طرد خلوي- العملية التي يتم من خلالها إطلاق جزيئات معينة من الخلية إلى البيئة الخارجية. هذه العملية هي موازنة للالتقام الخلوي.
مصطلح "endocytosis" يأتي من الكلمات اليونانية "enda" (من الداخل) و "ketosis" (وعاء). تميز العملية التقاط التركيب الخارجي للخلية ويتم إجراؤها أثناء إنتاج حويصلات الغشاء. تم اقتراح هذا المصطلح في عام 1965 من قبل كريستيان بايلز ، أستاذ علم الخلايا من بلجيكا ، درس امتصاص خلايا الثدييات للمواد المختلفة ، بالإضافة إلى البلعمة والتضخم.
البلعمة
يحدث عندما تلتقط الخلية جزيئات صلبة معينة أو خلايا حية. وكثرة الخلايا هي عملية يتم فيها التقاط قطرات من السائل بواسطة الخلية. البلعمة (من الكلمات اليونانية "الالتهام" و "الوعاء") هي عملية يتم من خلالها التقاط وامتصاص كائنات صغيرة جدًا من الطبيعة الحية ، وكذلك الأجزاء الصلبة للعديد من الكائنات وحيدة الخلية.
يعود اكتشاف هذه العملية إلى عالم فسيولوجي من روسيا - فياتشيسلاف إيفانوفيتش ميتشنيكوف ، الذي حدد العملية مباشرة ، بينما أجرى اختبارات مختلفة مع نجم البحر ودافنيا الصغيرة.
تعتمد تغذية الكائنات غير المتجانسة وحيدة الخلية على قدرتها على الهضم والتقاط الجسيمات المختلفة.
وصف متشنيكوف خوارزمية امتصاص الأميبا للبكتيريا والمبدأ العام للبلعمة:
- التصاق - التصاق البكتيريا بغشاء الخلية.
- استيعاب؛
- تكوين فقاعة مع خلية بكتيرية.
- فك الفقاعة.
بناءً على ذلك ، تتكون عملية البلعمة من المراحل التالية:
- يتم توصيل الجسيم الممتص بالغشاء.
- محيط الجسيم الممتص بواسطة غشاء.
- تكوين الحويصلة الغشائية (البلعمة).
- انفصال حويصلة الغشاء (البلعمة) في داخل الخلية.
- توحيد الجسيم والليسوسوم (الهضم) والحركة الداخلية للجزيئات.
يمكن ملاحظة الهضم الكامل أو الجزئي.
في حالة الهضم الجزئي ، غالبًا ما يتكون الجسم المتبقي ، والذي سيبقى داخل الخلية لبعض الوقت. تتم إزالة (إخلاء) تلك البقايا التي لن يتم هضمها من الخلية عن طريق إفراز الخلايا. في سياق التطور ، تم فصل وظيفة الاستعداد للبلعمة تدريجيًا وانتقلت من خلايا أحادية الخلية مختلفة إلى خلايا متخصصة (مثل الخلية الهضمية في تجويف الأمعاء والإسفنج) ، ثم إلى خلايا خاصة في الثدييات والبشر.
الخلايا الليمفاوية والكريات البيض في الدم عرضة للبلعمة. تتطلب عملية البلعمة نفسها إنفاقًا كبيرًا من الطاقة ويتم دمجها مباشرة مع نشاط غشاء الخلية الخارجية والليزوزومات التي تحتوي على إنزيمات هضمية.
كثرة الخلايا
كثرة الخلايا البينية هو الالتقاط بواسطة سطح الخلية لأي سائل توجد فيه مواد مختلفة. يعود اكتشاف ظاهرة كثرة الخلايا إلى العالم فيتزجيرالد لويس... حدث هذا الحدث في عام 1932.
تعد كثرة الخلايا البينية إحدى الآليات الرئيسية التي تدخل من خلالها المركبات عالية الوزن الجزيئي ، على سبيل المثال ، البروتينات السكرية المختلفة أو البروتينات القابلة للذوبان ، إلى الخلية. نشاط الخلايا الصنوبرية ، بدوره ، مستحيل بدون الحالة الفسيولوجية للخلية ويعتمد على تكوينها وتكوين البيئة. يمكننا أن نلاحظ كثرة الخلايا الصنوبرية الأكثر نشاطًا في الأميبا.
في البشر ، لوحظ كثرة الخلايا في الخلايا المعوية والأوعية الدموية والأنابيب الكلوية والبويضات المتنامية. من أجل تصوير عملية كثرة الخلايا ، والتي سيتم تنفيذها بمساعدة الكريات البيض البشرية ، يمكنك عمل نتوء في غشاء البلازما. سيؤدي ذلك إلى فصل القطع وفصلها. تتطلب عملية كثرة الخلايا إنفاقًا للطاقة.
مراحل عملية كثرة الخلايا:
- تظهر زيادات رقيقة تحيط بقطرات السائل على غشاء البلازما للخلية الخارجية.
- يصبح هذا الجزء من الغلاف الخارجي أرق.
- تكوين الحويصلة الغشائية.
- الجدار يخترق (يسقط).
- تتحرك الحويصلة في السيتوبلازم ويمكن أن تندمج مع حويصلات وعضيات مختلفة.
طرد خلوي
يأتي المصطلح من الكلمات اليونانية "exo" - خارجي ، خارجي و "خلوي" - وعاء ، وعاء. تتكون العملية من إطلاق جزيئات معينة بواسطة الجزء الخلوي في البيئة الخارجية. عملية إفراز الخلايا هي عكس كثرة الخلايا.
في عملية كثرة الخلايا الصدفية ، تغادر فقاعات السائل داخل الخلايا الخلية وتنتقل إلى الغشاء الخارجي للخلية. يمكن إطلاق المحتويات الموجودة داخل الحويصلات إلى الخارج ، ثم يندمج غشاء الخلية مع غشاء الحويصلات. وبالتالي ، فإن معظم المركبات الجزيئية تحدث بهذه الطريقة.
يؤدي خروج الخلايا عددًا من المهام:
- توصيل الجزيئات إلى غشاء الخلية الخارجي ؛
- نقل المواد اللازمة للنمو والزيادة في منطقة الغشاء في جميع أنحاء الخلية ، على سبيل المثال ، بعض البروتينات أو الدهون الفوسفورية ؛
- تحرير أو توصيل أجزاء مختلفة ؛
- التخلص من المنتجات الضارة والسامة التي تظهر أثناء عملية التمثيل الغذائي ، مثل حمض الهيدروكلوريك الذي تفرزه خلايا الغشاء المخاطي في المعدة ؛
- نقل الببسينوجين ، وكذلك إشارات الجزيئات أو الهرمونات أو الناقلات العصبية.
وظائف محددة للأغشية البيولوجية:
- توليد نبضة تحدث على المستوى العصبي داخل غشاء العصبون ؛
- تخليق عديد الببتيدات ، وكذلك الدهون والكربوهيدرات لشبكة خشنة وسلسة من الشبكة الإندوبلازمية ؛
- تغيير الطاقة الضوئية وتحويلها إلى طاقة كيميائية.
فيديو
من الفيديو الخاص بنا سوف تتعلم الكثير من الأشياء الشيقة والمفيدة حول هيكل الخلية.
