Što je membrana? Struktura i funkcije membrane

Što je membrana? Ovaj koncept se koristi u raznim životnim sferama i znanostima. I u svakoj od njih ima drugačije značenje. Ali, na ovaj ili onaj način, uporaba ovog pojma povezana je s značenjem same riječi. U prijevodu s latinskog, "membrana" je membrana.

Različita tumačenja koncepta

U inženjerstvu i inženjerstvu ovaj koncept se koristi kada se govori o tankom filmu ili ploči fiksiranoj na konturu, kao u mikrofonima ili manometrima.

U biologiji pod membranom se misli na elastičnu molekularnu strukturu koja postoji u svakoj ćeliji i obavlja funkciju zaštite od utjecaja na okoliš. Osigurava integritet stanice i sudjeluje u metaboličkim procesima s vanjskim svijetom.

Membrana reverzne osmoze

Jedan od nedavnih izuma je modul obrnute osmoze, koji se koristi za pročišćavanje vode. Ova konstrukcija je cijev s dnom i poklopcem. I unutar ove cijevi je samo membrana reverzne osmoze, čija prisutnost osigurava proizvodnju ultrapure vode, oslobođen od raznih bakterioloških onečišćenja i bioloških naslaga. Mehanizam za pročišćavanje tekućine temelji se na smanjenju mrtvih prostora u kojima se bakterije mogu akumulirati.

Ti su moduli široko upotrebljavani u medicini, a točnije pružaju ultrazvučnu vodu instrumente za hemodijalizu.

Akumulatori i spremnici za ekspanziju. Njihova zamjena

Hidroakumulatori i ekspandirajući spremnici su uređaji koji se koriste za kompenzaciju prevelik pritisak (volumen) unutar uređaja za grijanje.

Što je membrana u ovom slučaju? Ovaj je element glavna komponenta uređaja ovog tipa. To utječe na performanse i pouzdanost cijelog sustava. Oblik membrane može varirati. Može biti dijafragma, lopta i balon. Ako spremnik ima veliku količinu, onda se u stražnji dio elementa umetne metalni prigušnik, u kojem postoji otvor za odzračivanje zraka. Ovisno o području uporabe uređaja, odabire se materijal za proizvodnju membrane. Na primjer, u ekspanzijskim spremnicima sustava grijanja glavni kriterij je razina otpornosti na toplinu i trajnosti. U slučaju opskrbe hladnom vodom, kod odabira materijala membrane vode kriterij dinamičke elastičnosti.

Nažalost, ne postoji materijal koji bi se mogao nazvati univerzalnim. Stoga je njegov pravi izbor jedan od najvažnijih uvjeta za dugotrajni rad uređaja i njegovo djelotvorno djelovanje. Najčešće su ploče izrađene od prirodne gume, sintetičke butilne ili etilenpropilenske gume.

Membrana se zamjenjuje odspajanjem akumulatora ili ekspanzijskog spremnika iz sustava. Prvo, vijci koji pričvršćuju prirubnicu i tijelo su odspojeni. U nekim uređajima još uvijek postoji pričvršćenje u području bradavica. Nakon uklanjanja, membrana se može lako ukloniti. Prilikom obrnutog djelovanja morate staviti novu membranu.

Polimerne membrane

Pojam "polimerna membrana" koristi se u nekoliko slučajeva. Prvo se koristi, upućujući na jedan od najsuvremenijih i napredniji sa stajališta praktičnosti krovnih materijala. Ova vrsta membrane proizvodi se primjenom postupka ekstruzije, koja osigurava odsutnost praznina u sastavu gotovog materijala. Prednosti polimernih proizvoda uključuju apsolutnu vodonepropusnost, propusnost pare, laganu težinu, čvrstoću, nisku zapaljivost, sigurnost okoliša.

Pojam "polimerna membrana" često se koristi kada se radi o gore spomenutim pločama reverznih osmoza, kao i drugim vrstama školjki načinjenih od organskih polimera. To su mikro i ultrafiltracijski proizvodi, membrane koje se koriste za nanofiltraciju. Prednost polimernih membrana u ovom kontekstu je visoka procesabilnost i velike mogućnosti kontrole svojstava i strukture materijala. Istodobno se koriste male kemijske i tehnološke varijacije proizvodnog procesa.

Stanična membrana. Stanice su jedinice svih živih bića

Dugo je poznato da je osnovna strukturna jedinica živog organizma stanica. To je diferencirana regija citoplazme, koja je okružena staničnom membranom. U procesu evolucije, uz širenje granica funkcionalnosti, stekao je plastičnost i suptilnost, jer se najvažniji procesi u tijelu javljaju u stanicama.

Stanična membrana je granica ćelije, što je prirodna prepreka između njegovog unutarnjeg sadržaja i okoliša. Glavna karakteristika ljuske je polupropusnost, koja osigurava prodiranje vlage i hranjivih tvari u ćeliju i uklanjanje proizvoda od propadanja. Stanična membrana je glavna strukturna komponenta stanične organizacije.

Povijesne činjenice povezane s otkrićem i proučavanjem stanične membrane

Godine 1925. Grendel i Gorder uspješno su postavili eksperiment kako bi identificirali "sjene" crvenih krvnih stanica. Oni su prvi koji su otkrili lipidni dvosloj za vrijeme eksperimenata. Nastavljajući svoj rad, Danielli, Dawson, Robertson, Nicholson u različitim godinama radili su na stvaranju tekućeg mozaika modela membranske strukture. Konačno, Singscher je to uspio 1972. godine.

Glavne funkcije stanične membrane

• Odvajanje unutarnjeg sadržaja ćelije iz komponenti vanjskog okoliša.
• Doprinos održavanju konstanta kemijskog sastava unutar stanice.
• Reguliranje ravnoteže metabolizma.
• Pružanje međusobnog povezivanja stanica.
• Funkcija signala.
• Zaštitna funkcija.

Plastični omotač

Što je membrana zove plazma membrana? Ovo je otvoreni stanični zid, koji je u svojoj strukturi ultramikroskopski film debljine 5-7 nm. Sastoji se od proteinskih spojeva, fosfolipida, vode. Film, koji je vrlo elastičan, apsorbira dobro vlagu, a također ima sposobnost vratiti svoj integritet brzom brzinom.

Plazma membrana je karakterizirana univerzalnom strukturom. Njegova granična pozicija uzrokuje sudjelovanje u procesu selektivne propusnosti pri uklanjanju proizvoda od propadanja iz ćelije. Interakcijom sa susjednim elementima i pouzdano zaštitom sadržaja od oštećenja, vanjska membrana je jedna od najvažnijih sastavnica strukture ćelije.

Najfiniji sloj, koji ponekad pokriva staničnu membranu živih organizama, naziva se glikokaliza. Sastoji se od bjelančevina i polisaharida. I u biljnim stanicama, membrana odozgo zaštićena je posebnim zidom, koji također obavlja podršku i podržava oblik. Uglavnom se sastoji od vlakana - netopivog polisaharida.

Dakle, može se zaključiti da su glavne funkcije vanjske stanične membrane restauracija, zaštita i interakcija sa susjednim stanicama.

Značajke strukture

Što je membrana? To je mobilna ljuska čija je širina 6-10 nm. Temelj njegove strukture je lipidni dvosloj i proteini. U membrani su također prisutni ugljikohidrati, ali oni čine samo 10% mase membrana. Ali oni su nužno sadržani u glikolipidima ili glikoproteinima.

Ako govorimo o omjeru broja proteina i lipida, onda se može znatno razlikovati. Sve ovisi o vrsti tkanine. Na primjer, mijelin sadrži oko 20% proteina, a kod mitohondrija - oko 80%. Sastav membrane izravno utječe na njegovu gustoću. Što je sadržaj proteina veći, to je veća gustoća ljuske.

Raznolikost lipidnih funkcija

Svaki lipid je inherentno fosfolipid, nastao kao rezultat interakcije glicerina i sfingozina. Oko lipidnog okvira membranski proteini su gusto nabijeni, ali njihov sloj nije čvrsta. Neki od njih su uronjeni u sloj lipida, dok drugi izgleda prožimaju. To je razlog za prisutnost područja koja propuštaju vodu.

Očigledna je činjenica da sastav lipida u različitim membranama nije slučajan, ali jasno objašnjenje za ovaj fenomen još nije pronađeno. U svakoj pojedinačnoj ljusci može se sadržavati do stotinu različitih vrsta lipidnih molekula. Razmotrite čimbenike koji mogu utjecati na određivanje lipidnog sastava membranske molekule.

• Prvo, mješavina lipida mora nužno imati sposobnost da formira stabilni dvosloj u kojem proteini mogu funkcionirati.
• Drugo, lipidi trebaju promicati stabilizaciju visoko deformiranih membrana, uspostavljanje kontakta između membrana ili vezanje određenih proteina.
• Treće, lipidi su bioregulatori.
• Četvrto, neki lipidi su aktivni sudionici u biosintetičkim reakcijama.

Proteini stanične membrane

Proteini izvode nekoliko funkcija. Neki igraju ulogu enzima, dok drugi - prenose razne vrste tvari iz okoliša unutar stanice i natrag.

Struktura i funkcije membrane raspoređene su na takav način da integralni proteini prodiru kroz njega, osiguravajući blisku vezu. Ali periferni proteini su vezani za membranu ne previše usko. Njihova je funkcija održati strukturu ljuske, primati i pretvoriti signale iz vanjskog okruženja, te također poslužiti kao katalizatori za različite reakcije.

Sastav membrane je prije svega predstavljen s bimolekularnim slojem. Njegov kontinuitet osigurava barijeru i mehanička svojstva ćelije. U procesu vitalne aktivnosti može doći do poremećaja strukture dvoslojnog sustava, što dovodi do stvaranja strukturnih nedostataka kroz hidrofilne pore. Nakon toga, sve funkcije stanične membrane mogu biti poremećene.

Shell svojstva

Značajke stanične membrane su zbog svoje fluidnosti, zbog čega nema čvrstu strukturu. Lipidi, uključeni u njegov sastav, mogu slobodno kretati. Može se promatrati asimetrija stanične membrane. To je razlog za razlike u sastavu proteina i lipidnih slojeva.

Dokazana je polarnost stanične membrane, tj. Vanjska strana ima pozitivan naboj, a unutarnja strana - negativna. Također treba napomenuti da je ljuska selektivno uvidjela. Prolazi unutar, osim vode, samo određene skupine molekula i iona otopljenih tvari.

Značajke strukture stanične membrane u biljnim i životinjskim organizmima

Vanjska membrana i endoplazmatski retikulum stanice su usko povezane. Često je površina ljuske prekrivena i različitim izbočinama, nabiranjem, mikrovilijama. Plazma membrana stanice životinjskih organizama izvana prekrivene su slojem glikoproteina koji obavlja receptorske i signalne funkcije. U biljnim stanicama izvan ove ljuske nalazi se još jedna, gusta i izrazito razlikovana pod mikroskopom. Vlakna iz koje je sastavljena sudjeluju u formiranju potpore biljno tkivo podrijetlo, na primjer, drvo.

Stanice životinja također imaju vanjske strukture smještene izvan membrane. Oni obavljaju isključivo zaštitnu funkciju. Primjer je kitin koji se nalazi u tkivu poklopca insekata.

Uz stanicu, postoji intracelularna ili unutarnja membrana. Ona dijeli stanicu u specijalizirane zatvorene odjeljke, nazvane organele. Oni uvijek trebaju održavati određeno okruženje.

Na temelju navedenog, može se zaključiti da je stanična membrana sa karakteristikama koje dokazuju njegovu važnost u funkcioniranju cijelog organizma, ima složen sastav i struktura ovisi o mnogim unutarnjim i vanjskim čimbenicima. Oštećenje ovog filma može dovesti do smrti stanica.

Stoga struktura i funkcije membrane ovise o sferi znanosti ili industrije, u kojoj se primjenjuje ovaj koncept. U svakom slučaju, ovaj element je ljuska ili pregrada koja ima fleksibilnost i fiksirana je na rubovima.