Bunková membrána je rovinná štruktúra, z ktorej je bunka postavená. Je prítomný vo všetkých organizmoch. Jeho jedinečné vlastnosti zabezpečujú životne dôležitú činnosť buniek.

Typy membrán

Existujú tri typy bunkových membrán:

• vonkajšie;
• jadrové;
• organelové membrány.

Vonkajšia cytoplazmatická membrána vytvára hranice bunky. Nemalo by sa zamieňať s bunkovou stenou alebo membránou nachádzajúcou sa v rastlinách, hubách a baktériách.

Rozdiel medzi bunkovou stenou a bunkovou membránou je v oveľa väčšej hrúbke a prevahe ochrannej funkcie nad výmenou. Membrána sa nachádza pod bunkovou stenou.

Jadrová membrána oddeľuje obsah jadra od cytoplazmy.

TOP 4 článkyktorí čítajú spolu s týmto

Medzi bunkovými organelami sú tie, ktorých tvar je tvorený jednou alebo dvoma membránami:

• mitochondrie;
• plastidy;
• vakuoly;
• Golgiho komplex;
• lyzozómy;
• endoplazmatického retikula (ER).

Membránová štruktúra

Podľa moderných konceptov je štruktúra bunkovej membrány opísaná pomocou modelu fluidnej mozaiky. Základom membrány je lipidová vrstva - dve úrovne lipidových molekúl tvoriacich rovinu. Proteínové molekuly sú umiestnené na oboch stranách bilipidovej vrstvy. Niektoré proteíny sú ponorené do bilipidovej vrstvy, niektoré ňou prechádzajú.

Ryža. 1. Bunková membrána.

Živočíšne bunky majú na povrchu membrány komplex sacharidov. Pri štúdiu bunky pod mikroskopom sa zistilo, že membrána je v neustálom pohybe a má heterogénnu štruktúru.

Membrána je mozaika v zmysle morfologickom aj funkčnom, pretože jej rôzne časti obsahujú rôzne látky a majú rôzne fyziologické vlastnosti.

Vlastnosti a funkcie

Akákoľvek hraničná štruktúra vykonáva ochranné a výmenné funkcie. To platí pre všetky typy membrán.

Implementáciu týchto funkcií uľahčujú také vlastnosti, ako sú:

• plast;
• vysoká schopnosť zotavenia;
• semipermeabilita.

Vlastnosť polopriepustnosti spočíva v tom, že niektoré látky membránou neprechádzajú, zatiaľ čo iné prechádzajú voľne. Takto sa vykonáva riadiaca funkcia membrány.

Vonkajšia membrána tiež zabezpečuje komunikáciu medzi bunkami vďaka početným výrastkom a uvoľňovaniu lepidla, ktoré vypĺňa medzibunkový priestor.

Transport látok cez membránu

Látky prechádzajú cez vonkajšiu membránu nasledujúcimi spôsobmi:

• cez póry pomocou enzýmov;
• priamo cez membránu;
• pinocytóza;
• fagocytóza.

Prvé dva spôsoby transportujú ióny a malé molekuly. Veľké molekuly vstupujú do bunky pinocytózou (v tekutom stave) a fagocytózou (v tuhej forme).

Ryža. 2. Schéma pino- a fagocytózy.

Membrána sa obalí okolo častice potravy a uzavrie ju do tráviacej vakuoly.

Voda a ióny prechádzajú do bunky bez výdaja energie, pasívnym transportom. Veľké molekuly sa pohybujú aktívnym transportom s vynaložením energetických zdrojov.

intracelulárny transport

Od 30 % do 50 % objemu bunky zaberá endoplazmatické retikulum. Je to druh systému dutín a kanálov, ktorý spája všetky časti bunky a zabezpečuje usporiadaný vnútrobunkový transport látok.

Ryža. 3. Výkres EPS.

V EPS sa teda koncentruje významná masa bunkových membrán.

čo sme sa naučili?

Zistili sme, čo je bunková membrána v biológii. Je to štruktúra, na ktorej sú postavené všetky živé bunky. Jeho význam v bunke spočíva v: ohraničení priestoru organel, jadra a bunky ako celku, zabezpečení selektívneho vstupu látok do bunky a jadra. Membrána obsahuje molekuly lipidov a proteínov.

Tématický kvíz

Hodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.7. Celkový počet získaných hodnotení: 414.

bunková membrána

Obrázok bunkovej membrány. Malé modro-biele guľôčky zodpovedajú hydrofóbnym „hlavičkám“ fosfolipidov a čiary, ktoré sú k nim pripojené, zodpovedajú hydrofilným „chvostom“. Obrázok ukazuje iba integrálne membránové proteíny (červené guľôčky a žlté helixy). Žlté oválne bodky vo vnútri membrány - molekuly cholesterolu Žltozelené reťazce guľôčok na vonkajšej strane membrány - oligosacharidové reťazce, ktoré tvoria glykokalyx

Biologická membrána tiež zahŕňa rôzne proteíny: integrálne (prenikajúce cez membránu), semiintegrálne (ponorené na jednom konci do vonkajšej alebo vnútornej lipidovej vrstvy), povrchové (umiestnené na vonkajších alebo priľahlých vnútorných stranách membrány). Niektoré proteíny sú bodmi kontaktu bunkovej membrány s cytoskeletom vo vnútri bunky a bunkovej steny (ak existuje) vonku. Niektoré z integrálnych proteínov fungujú ako iónové kanály, rôzne transportéry a receptory.

Funkcie

• bariéra - zabezpečuje regulovaný, selektívny, pasívny a aktívny metabolizmus s okolím. Napríklad peroxizómová membrána chráni cytoplazmu pred peroxidmi nebezpečnými pre bunku. Selektívna permeabilita znamená, že priepustnosť membrány pre rôzne atómy alebo molekuly závisí od ich veľkosti, elektrického náboja a chemických vlastností. Selektívna permeabilita zaisťuje oddelenie bunky a bunkových kompartmentov od prostredia a dodáva im potrebné látky.
• transport - cez membránu dochádza k transportu látok do bunky a von z bunky. Transport cez membrány zabezpečuje: dodávanie živín, odstraňovanie konečných produktov metabolizmu, sekréciu rôznych látok, vytváranie iónových gradientov, udržiavanie optima a koncentrácie iónov v bunke, ktoré sú potrebné pre fungovanie bunkových enzýmov.
  Častice, ktoré z nejakého dôvodu nie sú schopné prejsť cez fosfolipidovú dvojvrstvu (napríklad kvôli hydrofilným vlastnostiam, keďže membrána je vo vnútri hydrofóbna a neprepúšťa hydrofilné látky, alebo kvôli ich veľkej veľkosti), ale sú nevyhnutné pre bunku , môže preniknúť cez membránu cez špeciálne nosné proteíny (transportéry) a kanálové proteíny alebo endocytózou.
  Pri pasívnom transporte látky prechádzajú cez lipidovú dvojvrstvu bez výdaja energie pozdĺž koncentračného gradientu difúziou. Variantom tohto mechanizmu je uľahčená difúzia, pri ktorej špecifická molekula pomáha látke prejsť cez membránu. Táto molekula môže mať kanál, ktorý umožňuje prechod iba jedného typu látky.
  Aktívny transport si vyžaduje energiu, keďže prebieha proti koncentračnému gradientu. Na membráne sú špeciálne pumpové proteíny vrátane ATPázy, ktorá aktívne pumpuje draselné ióny (K +) do bunky a pumpuje z nej ióny sodíka (Na +).
• matrica - zabezpečuje určitú relatívnu polohu a orientáciu membránových proteínov, ich optimálnu interakciu.
• mechanická - zabezpečuje autonómiu bunky, jej vnútrobunkových štruktúr, ako aj spojenie s inými bunkami (v tkanivách). Bunkové steny zohrávajú dôležitú úlohu pri poskytovaní mechanickej funkcie a u zvierat - medzibunkovej substancii.
• energia - pri fotosyntéze v chloroplastoch a bunkovom dýchaní v mitochondriách fungujú v ich membránach systémy prenosu energie, na ktorých sa podieľajú aj bielkoviny;
• receptor – niektoré proteíny nachádzajúce sa v membráne sú receptory (molekuly, pomocou ktorých bunka vníma určité signály).
  Napríklad hormóny cirkulujúce v krvi pôsobia len na cieľové bunky, ktoré majú receptory zodpovedajúce týmto hormónom. Neurotransmitery (chemikálie, ktoré vedú nervové impulzy) sa tiež viažu na špecifické receptorové proteíny na cieľových bunkách.
• enzymatické - membránové proteíny sú často enzýmy. Napríklad plazmatické membrány buniek črevného epitelu obsahujú tráviace enzýmy.
• realizácia tvorby a vedenia biopotenciálov.
  Pomocou membrány sa v bunke udržiava konštantná koncentrácia iónov: koncentrácia iónu K + vo vnútri bunky je oveľa vyššia ako vonku a koncentrácia Na + je oveľa nižšia, čo je veľmi dôležité, pretože toto udržuje potenciálny rozdiel cez membránu a vytvára nervový impulz.
• bunkové značenie – na membráne sú antigény, ktoré fungujú ako markery – „štítky“, ktoré umožňujú bunku identifikovať. Ide o glykoproteíny (čiže proteíny s rozvetvenými bočnými oligosacharidovými reťazcami, ktoré sú k nim pripojené), ktoré plnia úlohu „antén“. Vzhľadom na nespočetné množstvo konfigurácií bočných reťazcov je možné vytvoriť špecifický marker pre každý typ bunky. Pomocou markerov môžu bunky rozpoznať iné bunky a konať v súlade s nimi, napríklad pri tvorbe orgánov a tkanív. Umožňuje tiež imunitnému systému rozpoznať cudzie antigény.

Štruktúra a zloženie biomembrán

Membrány sa skladajú z troch tried lipidov: fosfolipidy, glykolipidy a cholesterol. Fosfolipidy a glykolipidy (lipidy s naviazanými sacharidmi) pozostávajú z dvoch dlhých hydrofóbnych uhľovodíkových „chvostov“, ktoré sú spojené s nabitou hydrofilnou „hlavou“. Cholesterol spevňuje membránu tým, že zaberá voľný priestor medzi hydrofóbnymi lipidovými koncami a bráni im v ohýbaní. Preto sú membrány s nízkym obsahom cholesterolu pružnejšie, zatiaľ čo membrány s vysokým obsahom cholesterolu sú pevnejšie a krehkejšie. Cholesterol slúži aj ako „zátka“, ktorá zabraňuje pohybu polárnych molekúl z bunky a do bunky. Dôležitú časť membrány tvoria bielkoviny, ktoré do nej prenikajú a sú zodpovedné za rôzne vlastnosti membrán. Ich zloženie a orientácia v rôznych membránach sa líšia.

Bunkové membrány sú často asymetrické, to znamená, že vrstvy sa líšia zložením lipidov, prechodom jednotlivej molekuly z jednej vrstvy do druhej (tzv. žabky) je ťažké.

Membránové organely

Sú to uzavreté jednotlivé alebo vzájomne prepojené úseky cytoplazmy, oddelené od hyaloplazmy membránami. Jednomembránové organely zahŕňajú endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lyzozómy, vakuoly, peroxizómy; na dvojmembránové - jadro, mitochondrie, plastidy. Štruktúra membrán rôznych organel sa líši v zložení lipidov a membránových proteínov.

Selektívna priepustnosť

Bunkové membrány majú selektívnu permeabilitu: glukóza, aminokyseliny, mastné kyseliny, glycerol a ióny cez ne pomaly difundujú a samotné membrány tento proces do určitej miery aktívne regulujú – niektoré látky prechádzajú, iné nie. Existujú štyri hlavné mechanizmy na vstup látok do bunky alebo ich odstránenie z bunky von: difúzia, osmóza, aktívny transport a exo- alebo endocytóza. Prvé dva procesy sú pasívnej povahy, to znamená, že nevyžadujú energiu; posledné dva sú aktívne procesy spojené so spotrebou energie.

Selektívna permeabilita membrány počas pasívneho transportu je spôsobená špeciálnymi kanálmi - integrálnymi proteínmi. Prenikajú cez membránu skrz-naskrz a vytvárajú akýsi priechod. Prvky K, Na a Cl majú svoje vlastné kanály. Vzhľadom na koncentračný gradient sa molekuly týchto prvkov pohybujú dovnútra a von z bunky. Pri podráždení sa kanály sodíkových iónov otvoria a dôjde k prudkému prílevu iónov sodíka do bunky. To má za následok nerovnováhu membránového potenciálu. Potom sa membránový potenciál obnoví. Draslíkové kanály sú vždy otvorené, cez ne draselné ióny pomaly vstupujú do bunky.

pozri tiež

Literatúra

• Antonov V. F., Smirnova E. N., Shevchenko E. V. Lipidové membrány počas fázových prechodov. - M.: Nauka, 1994.
• Gennis R. Biomembrány. Molekulárna štruktúra a funkcie: preklad z angličtiny. = Biomembrány. Molekulárna štruktúra a funkcia (Robert B. Gennis). - 1. vydanie. - M .: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• Ivanov V. G., Berestovskij T. N. lipidová dvojvrstva biologických membrán. - M.: Nauka, 1982.
• Rubin A.B. Biofyzika, učebnica v 2 zv. - 3. vydanie, prepracované a rozšírené. - M .: Moscow University Press, 2004. - ISBN 5-211-06109-8
• Bruce Alberts a kol.

bunková membrána - molekulárna štruktúra, ktorá sa skladá z lipidov a bielkovín. Jeho hlavné vlastnosti a funkcie:

• oddelenie obsahu akejkoľvek bunky od vonkajšieho prostredia, zabezpečenie jej integrity;
• riadenie a úprava výmeny medzi prostredím a bunkou;
• intracelulárne membrány rozdeľujú bunku na špeciálne kompartmenty: organely alebo kompartmenty.

Slovo „membrána“ v latinčine znamená „film“. Ak hovoríme o bunkovej membráne, potom ide o kombináciu dvoch filmov, ktoré majú rôzne vlastnosti.

Biologická membrána zahŕňa tri druhy bielkovín:

1. Periférne - umiestnené na povrchu filmu;
2. Integrálne - úplne prenikajú membránou;
3. Polointegrálne - na jednom konci prenikajú do bilipidovej vrstvy.

Aké sú funkcie bunkovej membrány

1. Bunková stena – pevný obal bunky, ktorý sa nachádza mimo cytoplazmatickej membrány. Plní ochranné, transportné a konštrukčné funkcie. Prítomný v mnohých rastlinách, baktériách, hubách a archeách.

2. Zabezpečuje bariérovú funkciu, čiže selektívny, regulovaný, aktívny a pasívny metabolizmus s vonkajším prostredím.

3. Schopný prenášať a uchovávať informácie a tiež sa zúčastňuje procesu reprodukcie.

4. Vykonáva transportnú funkciu, ktorá dokáže transportovať látky cez membránu do bunky a von z nej.

5. Bunková membrána má jednosmernú vodivosť. Vďaka tomu môžu molekuly vody bez meškania prechádzať cez bunkovú membránu a molekuly iných látok prenikajú selektívne.

6. Pomocou bunkovej membrány sa získava voda, kyslík, živiny a prostredníctvom nej sa odstraňujú produkty bunkového metabolizmu.

7. Vykonáva bunkovú výmenu cez membrány a môže ich vykonávať prostredníctvom 3 hlavných typov reakcií: pinocytóza, fagocytóza, exocytóza.

8. Membrána poskytuje špecifickosť medzibunkových kontaktov.

9. V membráne sú početné receptory, ktoré sú schopné vnímať chemické signály – mediátory, hormóny a mnohé ďalšie biologicky aktívne látky. Takže je schopná zmeniť metabolickú aktivitu bunky.

10. Hlavné vlastnosti a funkcie bunkovej membrány:

• matice
• Bariéra
• Doprava
• energie
• Mechanický
• Enzymatické
• Receptor
• Ochranný
• Označovanie
• Biopotenciál

Aká je funkcia plazmatickej membrány v bunke?

1. Ohraničuje obsah bunky;
2. Vykonáva tok látok do bunky;
3. Zabezpečuje odstránenie množstva látok z bunky.

štruktúra bunkovej membrány

Bunkové membrány zahŕňajú lipidy 3 tried:

• glykolipidy;
• fosfolipidy;
• Cholesterol.

Bunková membrána v podstate pozostáva z proteínov a lipidov a má hrúbku nie väčšiu ako 11 nm. 40 až 90 % všetkých lipidov tvoria fosfolipidy. Je tiež dôležité poznamenať glykolipidy, ktoré sú jednou z hlavných zložiek membrány.

Štruktúra bunkovej membrány je trojvrstvová. V strede sa nachádza homogénna tekutá bilipidová vrstva, ktorú z oboch strán pokrývajú proteíny (ako mozaika), čiastočne prenikajúce do hrúbky. Proteíny sú tiež potrebné na to, aby membrána prešla do buniek a transportovala z nich špeciálne látky, ktoré nedokážu preniknúť tukovou vrstvou. Napríklad ióny sodíka a draslíka.

• Je to zaujímavé -

Štruktúra bunky - video

Bunkové membrány: ich štruktúra a funkcie

Membrány sú mimoriadne viskózne a zároveň plastické štruktúry, ktoré obklopujú všetky živé bunky. Funkcie bunkových membrán:

1. Plazmatická membrána je bariéra, ktorá udržiava rozdielne zloženie extra- a intracelulárneho prostredia.

2. Membrány tvoria vo vnútri bunky špecializované priehradky, t.j. početné organely - mitochondrie, lyzozómy, Golgiho komplex, endoplazmatické retikulum, jadrové membrány.

3. Enzýmy, ktoré sa podieľajú na premene energie v procesoch, ako je oxidačná fosforylácia a fotosyntéza, sú lokalizované v membránach.

Membránová štruktúra

V roku 1972 Singer a Nicholson navrhli model membránovej štruktúry fluidnej mozaiky. Podľa tohto modelu sú funkčné membrány dvojrozmerným roztokom globulárnych integrálnych proteínov rozpustených v tekutej fosfolipidovej matrici. Membrány sú teda založené na bimolekulárnej lipidovej vrstve s usporiadaným usporiadaním molekúl.

V tomto prípade je hydrofilná vrstva tvorená polárnou hlavou fosfolipidov (fosfátový zvyšok s naviazaným cholínom, etanolamínom alebo serínom) a tiež sacharidovou časťou glykolipidov. Hydrofóbna vrstva - uhľovodíkové radikály mastných kyselín a sfingozínových fosfolipidov a glykolipidov.

Vlastnosti membrány:

1. Selektívna priepustnosť. Uzavretá dvojvrstva poskytuje jednu z hlavných vlastností membrány: je nepriepustná pre väčšinu molekúl rozpustných vo vode, pretože sa nerozpúšťajú v jej hydrofóbnom jadre. Plyny ako kyslík, CO 2 a dusík majú schopnosť ľahko prenikať do bunky vďaka malej veľkosti molekúl a slabej interakcii s rozpúšťadlami. Cez dvojvrstvu ľahko prenikajú aj molekuly lipidovej povahy, napríklad steroidné hormóny.

2. Likvidita. Lipidová dvojvrstva má kvapalno-kryštalickú štruktúru, pretože lipidová vrstva je vo všeobecnosti kvapalná, ale sú v nej oblasti tuhnutia, podobné kryštalickým štruktúram. Hoci je poloha molekúl lipidov usporiadaná, zachovávajú si schopnosť pohybu. Možné sú dva typy fosfolipidových pohybov: salto (vo vedeckej literatúre nazývané „flip-flop“) a laterálna difúzia. V prvom prípade sa fosfolipidové molekuly v bimolekulárnej vrstve navzájom proti sebe prevrátia (alebo kotrmelce) k sebe a vymenia si miesta v membráne, t.j. vonkajšok sa stáva vnútrom a naopak. Takéto skoky sú spojené s výdajom energie a sú veľmi zriedkavé. Častejšie sa pozorujú rotácie okolo osi (rotácia) a laterálna difúzia - pohyb vo vrstve rovnobežný s povrchom membrány.

3. Asymetria membrán. Povrchy tej istej membrány sa líšia zložením lipidov, bielkovín a sacharidov (priečne asymetria). Napríklad fosfatidylcholíny prevládajú vo vonkajšej vrstve, zatiaľ čo fosfatidyletanolamíny a fosfatidylseríny prevažujú vo vnútornej vrstve. Sacharidové zložky glykoproteínov a glykolipidov sa dostávajú na vonkajší povrch a vytvárajú súvislý vak nazývaný glykokalyx. Na vnútornom povrchu nie sú žiadne sacharidy. Proteíny - hormonálne receptory sú umiestnené na vonkajšom povrchu plazmatickej membrány a nimi regulované enzýmy - adenylátcykláza, fosfolipáza C - na vnútornej strane atď.

Membránové proteíny

Membránové fosfolipidy pôsobia ako rozpúšťadlo pre membránové proteíny, čím vytvárajú mikroprostredie, v ktorom tieto môžu fungovať. Počet rôznych proteínov v membráne sa pohybuje od 6-8 v sarkoplazmatickom retikule po viac ako 100 v plazmatickej membráne. Sú to enzýmy, transportné proteíny, štrukturálne proteíny, antigény vrátane antigénov hlavného histokompatibilného systému, receptory pre rôzne molekuly.

Lokalizáciou v membráne sa proteíny delia na integrálne (čiastočne alebo úplne ponorené v membráne) a periférne (umiestnené na jej povrchu). Niektoré integrálne proteíny prepichujú membránu opakovane. Napríklad retinálny fotoreceptor a β2-adrenergný receptor prechádzajú cez dvojvrstvu 7-krát.

Prenos hmoty a informácií cez membrány

Bunkové membrány nie sú tesne uzavreté priečky. Jednou z hlavných funkcií membrán je regulácia prenosu látok a informácií. Transmembránový pohyb malých molekúl sa uskutočňuje 1) difúziou, pasívnou alebo uľahčenou, a 2) aktívnym transportom. Transmembránový pohyb veľkých molekúl sa uskutočňuje 1) endocytózou a 2) exocytózou. Prenos signálu cez membrány sa uskutočňuje pomocou receptorov lokalizovaných na vonkajšom povrchu plazmatickej membrány. V tomto prípade signál buď prechádza transformáciou (napríklad glukagón  cAMP), alebo je internalizovaný, spojený s endocytózou (napríklad LDL - LDL receptor).

Jednoduchá difúzia je prenikanie látok do bunky pozdĺž elektrochemického gradientu. V tomto prípade nie sú potrebné žiadne náklady na energiu. Rýchlosť jednoduchej difúzie je určená 1) transmembránovým koncentračným gradientom látky a 2) jej rozpustnosťou v hydrofóbnej vrstve membrány.

S uľahčenou difúziou sú látky transportované cez membránu aj po koncentračnom gradiente, bez nákladov na energiu, ale pomocou špeciálnych membránových nosných proteínov. Uľahčená difúzia sa preto líši od pasívnej v niekoľkých parametroch: 1) uľahčená difúzia sa vyznačuje vysokou selektivitou, keďže nosný proteín má aktívne centrum komplementárne k prenášanej látke; 2) rýchlosť uľahčenej difúzie je schopná dosiahnuť plató, pretože počet nosných molekúl je obmedzený.

Niektoré transportné proteíny jednoducho prenášajú látku z jednej strany membrány na druhú. Takýto jednoduchý presun sa nazýva pasívny uniport. Príkladom uniportu je GLUT, transportér glukózy, ktorý prenáša glukózu cez bunkové membrány. Iné proteíny fungujú ako kotransportné systémy, v ktorých transport jednej látky závisí od súčasného alebo postupného transportu inej látky buď v tom istom smere - takýto prenos sa nazýva pasívny symport, alebo v opačnom smere - takýto prenos sa nazýva pasívny antiport. Translokázy mitochondriálnej vnútornej membrány, najmä ADP/ATP translokáza, fungujú podľa pasívneho antiportového mechanizmu.

Pri aktívnom transporte sa prenos látky uskutočňuje proti koncentračnému gradientu, a preto je spojený s nákladmi na energiu. Ak je prenos ligandov cez membránu spojený s výdajom energie ATP, potom sa takýto prenos nazýva primárny aktívny transport. Príkladom je Na+K+-ATPáza a Ca2+-ATPáza lokalizovaná v plazmatickej membráne ľudských buniek a H+,K+-ATPáza v žalúdočnej sliznici.

sekundárny aktívny transport. Transport niektorých látok proti koncentračnému gradientu závisí od súčasného alebo postupného transportu Na + (sodných iónov) pozdĺž koncentračného gradientu. V tomto prípade, ak sa ligand prenáša v rovnakom smere ako Na+, proces sa nazýva aktívny symport. Podľa mechanizmu aktívneho symportu sa glukóza absorbuje z lúmenu čreva, kde je jej koncentrácia nízka. Ak sa ligand prenáša v opačnom smere ako sodíkové ióny, potom sa tento proces nazýva aktívny antiport. Príkladom je Na +,Ca2+ výmenník plazmatickej membrány.

Bunková membrána je ultratenký film na povrchu bunky alebo bunkovej organely, ktorý pozostáva z bimolekulárnej vrstvy lipidov so zabudovanými proteínmi a polysacharidmi.

Funkcie membrány:

• · Bariéra – zabezpečuje regulovaný, selektívny, pasívny a aktívny metabolizmus s okolím. Napríklad peroxizómová membrána chráni cytoplazmu pred peroxidmi, ktoré sú pre bunku nebezpečné. Selektívna permeabilita znamená, že priepustnosť membrány pre rôzne atómy alebo molekuly závisí od ich veľkosti, elektrického náboja a chemických vlastností. Selektívna permeabilita zaisťuje oddelenie bunky a bunkových kompartmentov od prostredia a dodáva im potrebné látky.
• · Transport - cez membránu dochádza k transportu látok do bunky a von z bunky. Transport cez membrány zabezpečuje: dodávanie živín, odstraňovanie konečných produktov metabolizmu, sekréciu rôznych látok, vytváranie iónových gradientov, udržiavanie optimálneho pH v bunke a koncentráciu iónov, ktoré sú potrebné pre fungovanie bunkové enzýmy. Častice, ktoré z nejakého dôvodu nie sú schopné prejsť cez fosfolipidovú dvojvrstvu (napríklad kvôli hydrofilným vlastnostiam, keďže membrána je vo vnútri hydrofóbna a neprepúšťa hydrofilné látky, alebo kvôli ich veľkej veľkosti), ale sú nevyhnutné pre bunku , môže preniknúť cez membránu cez špeciálne nosné proteíny (transportéry) a kanálové proteíny alebo endocytózou. Pri pasívnom transporte látky prechádzajú cez lipidovú dvojvrstvu bez výdaja energie pozdĺž koncentračného gradientu difúziou. Variantom tohto mechanizmu je uľahčená difúzia, pri ktorej špecifická molekula pomáha látke prejsť cez membránu. Táto molekula môže mať kanál, ktorý umožňuje prechod iba jedného typu látky. Aktívny transport si vyžaduje energiu, keďže prebieha proti koncentračnému gradientu. Na membráne sú špeciálne pumpové proteíny vrátane ATPázy, ktorá aktívne pumpuje draselné ióny (K +) do bunky a pumpuje z nej ióny sodíka (Na +).
• · matrica – zabezpečuje určitú relatívnu polohu a orientáciu membránových proteínov, ich optimálnu interakciu.
• Mechanický - zabezpečuje autonómiu bunky, jej vnútrobunkových štruktúr, ako aj spojenie s inými bunkami (v tkanivách). Bunkové steny zohrávajú dôležitú úlohu pri poskytovaní mechanickej funkcie a u zvierat - medzibunkovej substancii.
• energia - pri fotosyntéze v chloroplastoch a bunkovom dýchaní v mitochondriách fungujú v ich membránach systémy prenosu energie, na ktorých sa podieľajú aj bielkoviny;
• Receptor - niektoré proteíny umiestnené v membráne sú receptory (molekuly, pomocou ktorých bunka vníma určité signály). Napríklad hormóny cirkulujúce v krvi pôsobia len na cieľové bunky, ktoré majú receptory zodpovedajúce týmto hormónom. Neurotransmitery (chemikálie, ktoré vedú nervové impulzy) sa tiež viažu na špecifické receptorové proteíny na cieľových bunkách.
• Enzymatické – Membránové proteíny sú často enzýmy. Napríklad plazmatické membrány buniek črevného epitelu obsahujú tráviace enzýmy.
• · Implementácia tvorby a vedenia biopotenciálov. Pomocou membrány sa v bunke udržiava konštantná koncentrácia iónov: koncentrácia iónu K + vo vnútri bunky je oveľa vyššia ako vonku a koncentrácia Na + je oveľa nižšia, čo je veľmi dôležité, pretože toto udržuje potenciálny rozdiel cez membránu a vytvára nervový impulz.
• Označenie bunky – na membráne sa nachádzajú antigény, ktoré fungujú ako markery – „tagy“, ktoré umožňujú bunku identifikovať. Ide o glykoproteíny (čiže proteíny s rozvetvenými bočnými oligosacharidovými reťazcami, ktoré sú k nim pripojené), ktoré plnia úlohu „antén“. Vzhľadom na nespočetné množstvo konfigurácií bočných reťazcov je možné vytvoriť špecifický marker pre každý typ bunky. Pomocou markerov môžu bunky rozpoznať iné bunky a konať v súlade s nimi, napríklad pri tvorbe orgánov a tkanív. Umožňuje tiež imunitnému systému rozpoznať cudzie antigény.

Niektoré proteínové molekuly voľne difundujú v rovine lipidovej vrstvy; v normálnom stave časti proteínových molekúl, ktoré vystupujú na opačných stranách bunkovej membrány, nemenia svoju polohu.

Špeciálna morfológia bunkových membrán určuje ich elektrické charakteristiky, z ktorých najdôležitejšie sú kapacita a vodivosť.

Kapacitné vlastnosti určuje najmä fosfolipidová dvojvrstva, ktorá je nepriepustná pre hydratované ióny a zároveň dostatočne tenká (asi 5 nm), aby zabezpečila účinnú separáciu a akumuláciu nábojov a elektrostatickú interakciu katiónov a aniónov. Okrem toho sú kapacitné vlastnosti bunkových membrán jedným z dôvodov, ktoré určujú časové charakteristiky elektrických procesov prebiehajúcich na bunkových membránach.

Vodivosť (g) je prevrátená hodnota elektrického odporu a rovná sa pomeru celkového transmembránového prúdu pre daný ión k hodnote, ktorá spôsobila jeho transmembránový potenciálny rozdiel.

Cez fosfolipidovú dvojvrstvu môžu difundovať rôzne látky a stupeň permeability (P), teda schopnosť bunkovej membrány prechádzať týmito látkami, závisí od rozdielu v koncentráciách difundujúcej látky na oboch stranách membrány, od jej rozpustnosti. v lipidoch a vlastnostiach bunkovej membrány. Rýchlosť difúzie pre nabité ióny v konštantnom poli v membráne je určená pohyblivosťou iónov, hrúbkou membrány a distribúciou iónov v membráne. Pre neelektrolyty priepustnosť membrány neovplyvňuje jej vodivosť, pretože neelektrolyty nenesú náboje, to znamená, že nemôžu prenášať elektrický prúd.

Vodivosť membrány je mierou jej iónovej permeability. Zvýšenie vodivosti naznačuje zvýšenie počtu iónov prechádzajúcich cez membránu.

Dôležitou vlastnosťou biologických membrán je tekutosť. Všetky bunkové membrány sú pohyblivé tekuté štruktúry: väčšina lipidových a proteínových molekúl, ktoré ich tvoria, sa dokáže dostatočne rýchlo pohybovať v rovine membrány.