Биологические мембраны клеток, их строение, химический состав и функции

В липидном бислое фосфолипидные гидрофобные группы обращены во внутрь, а гидрофильные наружу. Белковые молекулы (интегральные белки) вмонтированы в плазмалемму. Если белковая молекула пронзает всю толщу мембраны — это трансмембранный белок. Если белковая молекула прикрепляется к поверхности мембраны — это периферические белки (внутренние — белки цитоскелета, наружные — рецепторные белки). Трансмембранные белки образуют ионные каналы. Мембранные белки: прикрепляют филаменты цитоскелета к клеточной мембране; прикрепляют клетки к экстрацеллюлярному матриксу (адгезионные молекулы); транспортируют молекулы в клетку или из неё (белки-переносчики, белки мембранных насосов, белки ионных каналов); действуют как рецепторы химического взаимодействия между клетками; обладают специфической ферментативной активностью. В клеточной мембране также присутствуют гликолипиды, холестерин (ограничивает латеральную текучесть фосфолипидов, делает мембрану менее текучей и более стабильной). Гликолипиды вовлечены в межклеточные взаимодействия. На поверхности выступают и молекулы углеводов, соединённые либо с гликолипидами, либо с белками. Между хвостами противолежащих молекул фосфолипидов есть лишь слабые гидрофобные связи, удерживающие две половины мембраны вместе. При замораживании-скалывании клеточная мембрана расщепляется вдоль так, что большая часть интегральных белков отходит к внутреннему листку, и лишь некоторые из них — наружному.

Функции: установление структурной целостности клетки; селективная проницаемость; регуляция межклеточных взаимодействий; узнавание, через рецепторы, антигенов, повреждённых клеток, чужих клеток; трансдукция внешнего химического и физического сигнала во внутриклеточное событие; служит разделом сред между цитоплазмой и внешним окружением; образует транспортные системы для особых молекул, как, например, глюкоза.

Гликокаликс — тонкая филаментозная сеть на поверхности клеток, отходящая от наружного листка плазмалеммы, состоящая из олигосахаридов, ковалентно связанных с гликолипидами и гликопротеинами плазмалеммы. Играет важную роль в определении иммунологических свойств клетки и её взаимодействии с другими клетками.

Кортикальный слой образован жёсткой сетью поперечно связанных белковых нитей из актина и актин-связанных белков, из которых самый распространённый — филамин. Образует слой, выстилающий Р-поверхность плазмалеммы.