Jinsi vitu huingia kwenye seli. Je, cream hupenya ngozi

6.3. Taratibu za kuingia virutubisho katika ngome

Kikwazo kikuu cha usafirishaji wa vitu ndani ya seli ni membrane ya cytoplasmic (CPM), ambayo ina upenyezaji wa kuchagua. CPM inasimamia sio tu kuingia kwa vitu ndani ya seli, lakini pia kutoka kwa maji, bidhaa mbalimbali za kimetaboliki na ions, ambayo inahakikisha utendaji wa kawaida wa seli.

Kuna njia kadhaa za usafirishaji wa virutubishi ndani ya seli: uenezaji rahisi, usambaaji uliowezeshwa, na usafirishaji hai.

usambazaji rahisi - kupenya kwa molekuli za dutu ndani ya seli bila msaada wa flygbolag yoyote. Nguvu ya kuendesha mchakato huu ni gradient ya mkusanyiko wa dutu, yaani, tofauti katika mkusanyiko wake pande zote mbili za CPM - katika mazingira ya nje na katika seli. Molekuli za maji, baadhi ya gesi (oksijeni ya molekuli, nitrojeni, hidrojeni), ioni zingine, ambazo mkusanyiko wake katika mazingira ya nje ni kubwa kuliko kwenye seli, hupitia CPM kwa kueneza tu. Uhamisho wa kupita kiasi unaendelea hadi mkusanyiko wa vitu kwenye pande zote za membrane ya cytoplasmic kusawazishwa. Maji yanayoingia yanasukuma saitoplazimu na CPM dhidi ya ukuta wa seli na shinikizo la ndani huundwa kwenye seli kwenye ukuta wa seli, inayoitwa. turgor. Usambazaji rahisi hutokea bila matumizi ya nishati. Kasi ya mchakato kama huo sio muhimu.

Idadi kubwa ya vitu vinaweza kupenya ndani ya seli tu kwa ushiriki wa wabebaji - protini maalum zinazoitwa. hupenyeza na kuwekwa kwenye utando wa cytoplasmic. Permeases hukamata molekuli za solute na kuzipeleka kwenye uso wa ndani wa seli. Kwa msaada wa protini za carrier, solutes husafirishwa na uenezi uliowezeshwa na usafiri wa kazi.

Usambazaji uliowezeshwa hutokea kando ya gradient ya mkusanyiko kwa msaada wa protini za carrier. Kama uenezaji wa kawaida, unaendelea bila matumizi ya nishati. Kiwango chake kinategemea mkusanyiko wa vitu katika suluhisho. Inachukuliwa kuwa kutolewa kwa bidhaa za kimetaboliki kutoka kwa seli pia hufanywa na uenezi uliowezeshwa. Kupitia uenezi uliowezeshwa, monosaccharides na asidi ya amino huingia kwenye seli.

usafiri hai - soluti husafirishwa bila kujali gradient ya ukolezi. Aina hii ya usafiri wa vitu inahitaji nishati (ATP). Kwa usafiri wa kazi, kiwango cha kuingia kwa vitu ndani ya seli hufikia kiwango cha juu hata kwa mkusanyiko mdogo katika kati ya virutubisho. Dutu nyingi hupenya ndani ya seli ya microorganisms kama matokeo ya usafiri wa kazi.

Prokaryotes na eukaryotes hutofautiana katika njia zao za usafiri. Katika prokaryoti, ulaji wa kuchagua wa virutubisho unafanywa hasa na usafiri wa kazi, na katika yukariyoti, kwa uenezi uliowezeshwa, na mara chache kwa usafiri wa kazi. Kutolewa kwa bidhaa kutoka kwa seli mara nyingi hufanywa na uenezi uliowezeshwa.

6.4. Mahitaji ya lishe na aina za lishe za microorganisms

Aina mbalimbali za vitu ambavyo vijidudu vinahitaji na kutumia kwa ajili ya usanisi wa vitu vya kikaboni vya seli, ukuaji, uzazi na nishati huitwa. virutubisho na mazingira yenye virutubisho inaitwa kati ya virutubisho.

Mahitaji ya virutubishi vya vijidudu ni tofauti, lakini bila kujali mahitaji, kati ya virutubishi lazima iwe na yote. vipengele muhimu, ambazo ziko katika seli za microorganisms, na uwiano wa vipengele vya organogenic lazima takriban sawa na uwiano huu katika seli.

Vyanzo vya hidrojeni na oksijeni ni maji, hidrojeni ya molekuli na oksijeni, pamoja na kemikali zilizo na vipengele hivi. Vyanzo vya macronutrients ni chumvi za madini(phosphate ya potasiamu, sulfate ya magnesiamu, kloridi ya chuma, nk).

Vyanzo vya kaboni na nitrojeni vinaweza kuwa misombo ya kikaboni na isokaboni.

Kulingana na uainishaji unaokubalika wa microorganisms juuaina ya chakula wamegawanywa katika vikundi kulingana na chanzo cha kaboni, chanzo cha nishati na chanzo cha elektroni (asili ya substrate iliyooksidishwa).

Kulingana na chanzo cha kaboni microorganisms imegawanywa katika:

* nakala otomatiki(kujilisha), ambayo hutumia kaboni kutoka kwa misombo ya isokaboni (kaboni dioksidi na carbonates);

* heterotrophs(kulisha kwa gharama ya wengine) - tumia kaboni kutoka kwa misombo ya kikaboni.

Kulingana na chanzo cha nishati kutofautisha:

* picha - microorganisms zinazotumia nishati ya jua kama chanzo cha nishati;

* kemotrofi - nyenzo za nishati kwa microorganisms hizi ni aina mbalimbali za kikaboni na dutu isokaboni.

Kulingana na chanzo cha elektroni (asili ya iliyooksidishwa

microorganisms substrate imegawanywa katika:

* lithotrophs - oxidize vitu isokaboni na hivyo kupata nishati;

oraganotrophs - Wanapata nishati kwa kuongeza vitu vya kikaboni.

Kati ya vijidudu, vijidudu vya kawaida ambavyo vina aina zifuatazo za lishe:

Photolithoautotrophy - aina ya lishe tabia ya vijidudu vinavyotumia nishati ya mwanga na nishati ya oxidation ya misombo isokaboni kuunganisha dutu za seli kutoka kwa dioksidi kaboni.

Photoorganoheterotrophy - aina hii ya lishe ya microorganisms, wakati, pamoja na nishati ya mwanga, nishati ya oxidation ya misombo ya kikaboni hutumiwa kupata nishati muhimu kwa ajili ya awali ya vitu vya seli kutoka kwa dioksidi kaboni.

Chemolitoautotrophy - aina ya lishe ambayo microorganisms hupata nishati kutoka kwa oxidation ya misombo ya isokaboni, na misombo ya isokaboni ni chanzo cha kaboni.

photoautotrophs → photolithoautotrophs

photoorganoautotrophs

phototrofu photoheterotrophs → photolithoheterotrofu

photoorganoheterotrophs

microorganisms

Chemoorganoheterotrophy - aina ya lishe ya microorganisms ambayo hupata nishati na kaboni kutoka kwa misombo ya kikaboni. Microorganisms zinazopatikana katika bidhaa za chakula zina aina hii ya lishe.

Zaidi ya kaboni kipengele muhimu kati ya virutubisho ni nitrojeni. Autotrophs kawaida hutumia nitrojeni kutoka kwa misombo ya madini, na heterotrophs hutumia chumvi za amonia pamoja na misombo ya nitrojeni isiyo ya kawaida. asidi za kikaboni, amino asidi, peptoni na misombo mingine. Baadhi ya heterotrofu huchukua nitrojeni ya anga (virekebishaji vya nitrojeni).

Kuna microorganisms ambazo wenyewe hazina uwezo wa kuunganisha dutu moja au nyingine ya kikaboni (kwa mfano, amino asidi, vitamini). Microorganisms vile huitwa auxotrophic kwa dutu hii . Dutu zinazoongezwa ili kuharakisha ukuaji na michakato ya metabolic kuitwa vitu vya ukuaji.

Maswali ya kujichunguza

1. Je! Unajua njia gani za kulisha viumbe hai?

2. "Umeng'enyaji wa ziada wa seli" ni nini?

3. Je, ni taratibu zipi ambazo virutubisho huingia kwenye seli?

4. Kuna tofauti gani kati ya uenezaji rahisi na uenezaji uliowezeshwa?

5. KATIKA Je! ni tofauti gani muhimu kati ya utengamano wa tuli na kuwezesha kutoka kwa usafiri amilifu?

6. Je, ni jukumu gani la vipenyo katika usafirishaji wa vimumunyisho kwenye seli?

7. Je, ni utaratibu gani wa kuingia kwa maji na gesi ndani ya seli?

8. Wanaingiaje kwenye seli sukari rahisi na asidi ya amino?

9. Je, prokaryotes na eukaryotes hutofautianaje katika taratibu za usafiri wa vitu?

10. "Vipengele vya organogenic" ni nini?

11. Macronutrients ni nini?

12 . Ni nini mahitaji ya virutubisho ya microorganisms?

13 . Je, vijiumbe vidogo vimeainishwaje kulingana na chanzo cha kaboni na nishati?

14. "Chemoorganoheterotrophs" ni nini?

16 . Je! unajua vyakula vya aina gani?

17 . Je! ni vijidudu vya kurekebisha nitrojeni?

18. "Auxotrophic microorganisms" ni nini?

Fasihi

Churbanova I.N. Microbiolojia. - M.: Shule ya Upili, 1987.

Mudretsova-Wiss K.A. Microbiolojia. - M.: Uchumi, 1985. - 255 p.

Mishustin E.N., Emtsev V.T. Microbiolojia. - M.: Agropromizdat, 1987, 350s.

Verbina N.M., Kaptereva Yu.V. Microbiolojia ya uzalishaji wa chakula.- M.: Agropromizdat, 1988.- 256 p.

"Utangulizi wa biolojia ya jumla na ikolojia. Daraja la 9. A.A. Kamensky (gdz)

Tabia za seli. utando wa seli

Swali la 1. Je, ni kazi gani za utando wa nje wa seli?
Utando wa seli ya nje una safu ya lipidi mbili na molekuli za protini, ambazo zingine ziko juu ya uso, na zingine hupenya tabaka zote mbili za lipids kupitia na kupitia. Kazi za membrane ya plasma:
1. Kuweka mipaka. Utando wa plasma huunda mifumo iliyofungwa bila usumbufu popote, i.e. hawana risers, kwa hiyo hutenganisha ndani kutoka mazingira. Kwa mfano, utando wa seli hulinda yaliyomo ya cytoplasm kutokana na uharibifu wa kimwili na kemikali.
2. Usafiri - moja ya kazi muhimu kuhusiana na uwezo wa utando kupita ndani au nje ya seli vitu mbalimbali, hii ni muhimu ili kudumisha uthabiti wa utungaji wake, i.e. homeostasis (homos ya Kigiriki - sawa na stasis - hali).
3. Mawasiliano. Katika utungaji wa tishu na viungo, miundo maalum tata huundwa kati ya seli - mawasiliano ya intercellular.
4. Utando wa plasma wa seli nyingi unaweza kuunda miundo maalum (microvilli, cilia, flagella).
5. Tofauti katika uwezo wa umeme huundwa kwenye membrane ya plasma. Kwa mfano, glycoproteins ya erythrocytes ya mamalia huunda malipo mabaya juu ya uso wao, ambayo huwazuia kutoka kwa agglutinating (kushikamana pamoja).
6. Kipokeaji. Imetolewa na molekuli za protini muhimu ambazo zina mwisho wa polysaccharide nje. Utando una idadi kubwa vipokezi ni protini maalum ambazo jukumu lake ni kupitisha ishara kutoka nje hadi ndani ya seli. Glycoproteini zinahusika katika utambuzi mambo ya mtu binafsi mazingira na katika mwitikio wa seli kwa mambo haya. Kwa mfano, yai na manii hutambuana kwa glycoproteini ambazo hushikana pamoja kama vipengele tofauti vya muundo muhimu (uunganisho wa stereochemical kama "ufunguo wa kufuli") - hii ni hatua inayotangulia mbolea.
7. Utando wa plasma unaweza kushiriki katika awali na catalysis. Utando ni msingi wa uwekaji sahihi wa enzymes. Vimeng'enya vya haidrolitiki vinaweza kuingia kwenye safu ya glycocalyx, ambayo hupasua biopolima na molekuli za kikaboni, na kutekeleza utando au mpasuko wa nje ya seli. Hivi ndivyo mgawanyiko wa ziada wa seli huendelea katika bakteria ya heterotrophic na kuvu. Katika mamalia, kwa mfano, katika epithelium ya matumbo, katika ukanda wa mpaka wa brashi wa epithelium ya kunyonya, idadi kubwa ya enzymes mbalimbali (amylase, lipase, proteinases mbalimbali, exohydrolases, nk), i.e. digestion ya parietali hufanyika.

Swali la 2. Ni kwa njia gani vitu mbalimbali vinaweza kuingia kwenye seli?
Dutu zinaweza kupenya membrane ya seli ya nje kwa njia kadhaa. Kwanza, kupitia njia nyembamba zaidi zinazoundwa na molekuli za protini, ayoni za vitu vidogo, kama vile ioni za sodiamu, potasiamu, na kalsiamu, zinaweza kupita kwenye seli. Kinachojulikana kama usafiri wa kupita huendelea bila matumizi ya nishati kwa kueneza, osmosis na uenezaji uliowezeshwa. Pili, vitu vinaweza kuingia kwenye seli kwa phagocytosis au pinocytosis. Molekuli kubwa za biopolymers huingia kupitia utando kwa sababu ya phagocytosis, jambo lililoelezewa kwanza na I.I. Mechnikov. Mchakato wa kukamata na kunyonya kwa matone ya kioevu hutokea kwa pinocytosis. Kwa phagocytosis na pinocytosis, chembe za chakula kawaida huingia kwenye seli.

Swali la 3. Pinocytosis ni tofauti gani na phagocytosis?
Phagocytosis (phagosi ya Kigiriki - kumeza, cytos - kipokezi) ni kunasa na kufyonzwa kwa chembe kubwa (wakati mwingine seli nzima na chembe zake) na seli. Katika kesi hii, utando wa plasma huunda nje, huzunguka chembe na kuzihamisha kwenye seli kwa namna ya vacuoles. Utaratibu huu unahusishwa na gharama ya membrane na nishati ya ATP.
Pinocytosis (Pino ya Kigiriki - kinywaji) - ngozi ya matone ya kioevu na vitu vilivyofutwa ndani yake. Inafanywa kwa sababu ya malezi ya uvamizi kwenye membrane na malezi ya Bubbles iliyozungukwa na membrane, na kusonga ndani. Utaratibu huu pia unahusishwa na gharama ya membrane na nishati ya ATP. Kazi ya kunyonya ya epithelium ya matumbo hutolewa na pinocytosis.
Kwa hiyo, wakati wa phagocytosis, seli inachukua chembe za chakula imara, na wakati wa pinocytosis, matone ya kioevu. Ikiwa seli itaacha kuunganisha ATP, basi taratibu za pino- na phagocytosis huacha kabisa.

Swali la 4. Kwa nini seli za mimea hakuna phagocytosis?
Wakati wa phagocytosis, mahali ambapo chembe ya chakula hugusa utando wa nje wa seli, uvamizi huundwa, na chembe huingia ndani ya seli, ikizungukwa na membrane. Kiini cha mmea kina membrane mnene, isiyo ya plastiki ya selulosi juu ya membrane ya seli, ambayo inazuia phagocytosis.

1. Kuna tofauti gani kati ya maganda ya seli za wanyama na mimea?

Kiini cha mmea, pamoja na membrane ya seli, pia kinafunikwa na ukuta wa seli ya fiber, ambayo inatoa nguvu.

2. Seli ya Kuvu inafunikwa na nini?

Seli za kuvu, pamoja na membrane ya seli, zimefunikwa ganda ngumu- ukuta wa seli, ambayo ina polysaccharides 80-90% (katika wengi ni chitin).

Maswali

1. Ni kazi gani za utando wa nje wa seli?

Utando wa seli hutenganisha maudhui ya ndani ya seli kutoka kwa mazingira ya nje. Inalinda cytoplasm na kiini kutokana na uharibifu, hutoa mawasiliano kati ya seli, hupita kwa hiari ndani ya seli. vitu muhimu na huondoa bidhaa za kimetaboliki kutoka kwa seli.

2. Ni kwa njia gani vitu mbalimbali vinaweza kuingia kwenye seli?

Protini maalum huunda njia nyembamba zaidi ambazo potasiamu, sodiamu, ioni za kalsiamu na ioni zingine zenye kipenyo kidogo zinaweza kupita ndani au nje ya seli. Hata hivyo, chembe kubwa haziwezi kupitia njia za membrane. molekuli virutubisho- protini, wanga, lipids - kuingia kiini kwa msaada wa phagocytosis au pinocytosis.

3. Pinocytosis ni tofauti gani na phagocytosis?

Pinocytosis inatofautiana na phagocytosis tu kwa kuwa katika kesi hii, uvamizi wa membrane ya nje hauchukui chembe ngumu, lakini matone ya kioevu na vitu vilivyoyeyushwa ndani yake.

4. Kwa nini seli za mimea hazina phagocytosis?

Kwa kuwa seli za mmea zimefunikwa na safu mnene ya nyuzi juu ya membrane ya seli ya nje, haziwezi kukamata vitu kwa phagocytosis.

Kazi

1. Panga aya yako.

1. Mtazamo wa jumla kuhusu muundo wa seli.

2. Kazi za membrane ya seli.

3. Muundo wa membrane ya seli.

4. Njia za kusafirisha vitu kupitia membrane ya seli.

2. Baada ya kuchambua maandishi ya aya na takwimu 22 na 23, anzisha uhusiano kati ya muundo na kazi za membrane ya seli.

Msingi wa plasmalemma ni safu ya lipids, ambayo ina safu mbili za molekuli. Mali ya nguvu ya membrane ni kutokana na uhamaji wa shirika lake la molekuli. Protini na lipids zimeunganishwa kwenye utando mara kwa mara na huunda simu, inayoweza kubadilika, iliyounganishwa kwa muda katika muundo mmoja, wenye uwezo wa kupanga upya muundo. Wakati hii inabadilishwa kwa urahisi, kwa mfano, nafasi ya jamaa ya vipengele vya membrane. Kwa sababu ya hii, utando unaweza kubadilisha usanidi wao, i.e. wana fluidity. Hii inatoa uwezekano wa phago- na pinocytosis.

Lipids hazipatikani ndani ya maji, kwa hiyo huunda kizuizi katika seli ambayo inazuia harakati za maji na maji mumunyifu kutoka compartment moja hadi nyingine.

Hata hivyo, molekuli za protini hufanya utando huo upenyeke kwa vitu mbalimbali kupitia miundo maalumu inayoitwa pores.

Inavyoonekana, vitu vingine hutiririka kupitia membrane ya seli chini ya ushawishi wa tofauti ya shinikizo, zingine hutupwa kikamilifu ndani ya seli kupitia membrane, na zingine huvutwa ndani ya seli kwa sababu ya uvamizi wa membrane.

Wengi wa seli huishi katika mazingira yasiyofaa kwa kudumisha uwiano huo mkali sana wa maji, chumvi na vitu vya kikaboni, bila ambayo maisha haiwezekani. Hii inajumuisha hitaji la udhibiti endelevu na wa uangalifu sana wa ubadilishanaji wa vitu anuwai ambavyo hufanyika kati ya ulimwengu wa nje na saitoplazimu. Kizuizi kinachotenganisha yaliyomo ndani ya seli kutoka kwa mazingira ni utando wa seli - filamu nyembamba zaidi, milioni kumi tu ya unene wa milimita.

Utando huu unaweza kupenyeza kwa vitu vingi vinavyotiririka pande zote mbili (yaani kutoka kwa seli na kuingia kwenye seli). Licha ya unene wake usio na maana, utando una muundo fulani; muundo huu na muundo wa kemikali wa membrane, ambayo bado tuna wazo lisilo wazi sana, huamua upenyezaji wake wa kuchagua na usio sawa. Ikiwa nguvu zinazohakikisha kifungu cha vitu kupitia membrane zimewekwa ndani ya mazingira yanayozunguka kiini, basi mtu anazungumzia "uhamisho wa passive". Ikiwa nishati inayotumiwa juu ya hii inazalishwa katika kiini yenyewe katika mchakato wa kimetaboliki yake, basi mtu anazungumzia "uhamisho wa kazi". Uingiliano huo kati ya kiini na mazingira yake hutumikia sio tu kuhakikisha kwamba mkusanyiko katika seli ya vitu vyote vinavyounda utungaji wake daima huwekwa ndani ya mipaka fulani, nje ambayo hawezi kuwa na maisha; katika seli zingine, kwa mfano, in seli za neva, mwingiliano huu ni wa umuhimu mkubwa kwa kazi ambayo seli hizi zina katika mwili.

Seli nyingi hufyonza vitu vinavyohitaji pia kwa aina ya kumeza. Utaratibu huu unajulikana kama phagocytosis au pinocytosis (maneno yanatoka kwa maneno ya Kigiriki ya "kula" na "kunywa" mtawalia, na kutoka kwa neno "seli"). Kwa njia hii ya kunyonya, utando wa seli huunda mifuko au uvamizi ambao huchota vitu kutoka nje hadi kwenye seli; basi protrusions hizi zimefungwa na droplet ya mazingira ya nje iliyozungukwa na membrane kwa namna ya Bubble au vacuole huanza kuelea kupitia cytoplasm.

Licha ya kufanana kwa mchakato huu na "kumeza" rahisi, bado hatuna haki ya kuzungumza juu ya kuingia kwa vitu kwenye seli, kwani hii inahusisha mara moja swali la nini neno "ndani" linamaanisha. Kwa maoni yetu, kwa kusema, macroscopic, ya kibinadamu, tuna mwelekeo wa kudai kwa ujinga kwamba mara tu tulipomeza kipande cha chakula, hivi ndivyo kiliingia ndani yetu. Walakini, taarifa kama hiyo sio sahihi kabisa. Mambo ya Ndani njia ya utumbo kwa maana ya topolojia, ni uso wa nje; ngozi ya kweli ya chakula huanza tu wakati inapenya seli za ukuta wa matumbo. Kwa hivyo, dutu ambayo imeingia kwenye seli kama matokeo ya pinocytosis au phagocytosis bado iko "nje", kwani bado inazungukwa na membrane ambayo imeikamata. Ili kweli kuingia ngome na kugeuka katika kupatikana michakato ya metabolic sehemu ya cytoplasm vitu sawa lazima kwa njia moja au nyingine kupenya utando.

Moja ya nguvu zinazofanya kazi kwenye membrane nzima ya seli ni kutokana na gradient ya mkusanyiko. Nguvu hii hutokea kutokana na harakati za nasibu za chembe, zikitaka kusambazwa sawasawa katika nafasi. Ikiwa suluhu mbili za muundo sawa lakini viwango tofauti hugusana, basi uenezaji wa solute huanza kutoka eneo la mkusanyiko wa juu, na uenezi huu unaendelea mpaka mkusanyiko unakuwa sawa kila mahali. Usawazishaji wa ukolezi hutokea hata kama suluhu hizo mbili zimetenganishwa na utando, mradi, bila shaka, utando unaweza kupenyeza kwenye solute. Ikiwa utando unaweza kupenyeza kwa kutengenezea, lakini hauwezi kupenyeza kwa solute, basi gradient ya mkusanyiko inaonekana mbele yetu kwa namna ya jambo linalojulikana la osmosis: katika kesi hii, kutengenezea hupita kwenye membrane, kwenda kutoka eneo la osmosis. ukolezi wa chini wa solute hadi eneo la mkusanyiko wa juu. Msongamano wa gradient na nguvu za osmotic zinazofanya pande zote mbili za membrane ya seli ni muhimu sana, kwani viwango vya vitu vingi kwenye seli hutofautiana kwa kasi kutoka kwa viwango vyao katika mazingira ya nje.

Katika uhamisho wa passiv, kupenya kwa vitu kupitia membrane kunadhibitiwa na upenyezaji wa kuchagua wa membrane. Upenyezaji wa membrane kwa molekuli fulani inategemea muundo wa kemikali na mali ya molekuli hii, pamoja na ukubwa wake; wakati huo huo, utando hauwezi tu kuzuia njia ya vitu fulani, lakini pia kupitia yenyewe vitu mbalimbali kwa kasi tofauti.

Kulingana na asili ya mazingira ambayo wao ni ilichukuliwa, seli aina tofauti kuwa na upenyezaji tofauti sana. Kwa hivyo, kwa mfano, upenyezaji wa amoeba ya kawaida na erythrocytes ya binadamu kwa maji hutofautiana kwa zaidi ya mara 100. Katika jedwali la viambatisho vya upenyezaji (inayoonyeshwa kama idadi ya mikroni za ujazo za maji zinazopitia micron 1 ya mraba ya membrane ya seli katika dakika 1 chini ya ushawishi wa tofauti ya shinikizo la kiosmotiki la angahewa 1), thamani ya 0.26 imeorodheshwa dhidi ya amoeba. , yaani upenyezaji wake ni mdogo sana. Thamani ya kubadilika ya upenyezaji mdogo kama huo ni dhahiri: viumbe wanaoishi ndani maji safi, wanakabiliwa na tofauti kubwa zaidi katika mkusanyiko kati ya mazingira ya nje na ya ndani, na kwa hiyo wanalazimika kupunguza mtiririko wa maji ndani ya mambo ya ndani ili kuokoa nishati ambayo ingehitajika kusukuma maji haya nyuma. Seli nyekundu za damu haziitaji kifaa kama hicho cha usalama, kwani kawaida huzungukwa na plasma ya damu - mazingira ambayo iko katika usawa wa kiosmotiki na mazingira yao ya ndani. Mara moja ndani ya maji, seli hizi mara moja huanza kuvimba na kupasuka badala ya haraka, kwa sababu utando wao hauwezi kutosha kuhimili shinikizo hili la ghafla la maji.

Ikiwa, kama kawaida katika maumbile, molekuli za solute zimetenganishwa na ioni zinazobeba chaji fulani ya umeme, basi nguvu mpya huanza kutumika. Inajulikana kuwa utando wa seli nyingi, na labda hata zote, zina uwezo wa kudumisha tofauti inayojulikana kati ya uso wao wa nje na wa ndani. Kama matokeo, gradient fulani inayoweza kutokea inatokea, ambayo, pamoja na gradient ya ukolezi, hutumika kama nguvu ya uhamishaji wa kupita kupitia membrane ya seli.

Nguvu ya tatu inayohusika katika usafiri wa passiv kwenye membrane ni usafiri wa soluti pamoja na kutengenezea (kuvuta kutengenezea). Inatokea tu ikiwa suluhisho linaweza kutiririka kupitia membrane; kwa maneno mengine, ikiwa membrane ni porous. Katika kesi hii, harakati ya chembe za dutu iliyoyeyushwa, inayoenea katika mwelekeo wa mtiririko, huharakishwa, na uenezi wa chembe katika mwelekeo tofauti hupungua. Athari hii ya kuvuta kwa kawaida haichezi jukumu kubwa, hata hivyo, katika baadhi matukio maalum umuhimu wake ni mkubwa sana.

Nguvu zote tatu zinazohusika katika uhamishaji wa hali ya hewa zinaweza kutenda tofauti au kwa pamoja. Walakini, haijalishi ni nguvu gani husababisha harakati - iwe gradient ya ukolezi, gradient inayoweza kutokea au athari ya kurudi nyuma - harakati kila wakati hufanyika kwa mwelekeo wa "kushuka" na utando hutumika kama kizuizi cha kupita. Wakati huo huo, mifano mingi muhimu inajulikana katika cytology wakati hakuna nguvu hizi tatu zinaweza kuelezea uhamisho wa vitu kupitia membrane. Katika matukio haya, harakati hutokea kwa mwelekeo wa "juu", yaani, dhidi ya nguvu zinazosababisha uhamisho wa passiv, na kwa hiyo ni lazima kutokea kutokana na nishati iliyotolewa kutokana na michakato ya kimetaboliki inayofanyika kwenye seli. Katika usafiri huu unaofanya kazi, utando sio kizuizi tu, lakini hufanya kama aina ya chombo chenye nguvu.

Hadi hivi majuzi, habari zote ambazo tulikuwa nazo juu ya muundo wa membrane ya seli zilipatikana peke yake kama matokeo ya kusoma upenyezaji wake na, kwa hivyo, ilikuwa ya asili isiyo ya moja kwa moja. Kwa mfano, imegundulika kuwa vitu vingi ambavyo huyeyuka katika lipids (mafuta) hupita kwa urahisi kupitia membrane ya seli. Katika suala hili, dhana ilitokea kwamba kuna safu ya lipids kwenye membrane ya seli na kwamba vitu vyenye mumunyifu katika lipids hupita kwenye membrane, kufuta upande mmoja wake na tena kutolewa kwa upande mwingine. Hata hivyo, ikawa kwamba molekuli za mumunyifu wa maji pia hupita kwenye membrane ya seli. Nilipaswa kudhani kuwa muundo wa membrane kwa kiasi fulani unafanana na ungo, yaani, kwamba utando una vifaa vya pores au maeneo yasiyo ya lipid, na ikiwezekana wote kwa wakati mmoja; kwa kuongeza, ili kuelezea vipengele vya kifungu cha ions mbalimbali, kuwepo kwa sehemu katika membrane ambayo hubeba malipo ya umeme ilikubaliwa. Hatimaye, sehemu ya protini pia ilianzishwa katika mpango huu wa dhahania wa muundo wa membrane, kwa kuwa data ilionekana kwamba, hasa, inashuhudia unyevu wa membrane, ambayo haiendani na muundo wa mafuta.

Uchunguzi na dhana hizi zimefupishwa katika modeli ya utando wa seli iliyopendekezwa mnamo 1940 na J. Danielli. Kulingana na mfano huu, utando una safu mbili za molekuli za lipid zinazofunikwa na tabaka mbili za protini. Molekuli za Lipid ziko sawa kwa kila mmoja, lakini kwa usawa kwa ndege ya membrane, na ncha zao zisizo na malipo zinakabiliwa na kila mmoja, na makundi yaliyoshtakiwa yanaelekezwa kwenye uso wa membrane. Katika ncha hizi za kushtakiwa, tabaka za protini zinatangazwa, zinazojumuisha minyororo ya protini, ambayo huunda tangle kwenye nyuso za nje na za ndani za membrane, na hivyo kuipa elasticity fulani na upinzani kwa uharibifu wa mitambo na mvutano wa chini wa uso. Urefu wa molekuli za lipid ni takriban 30 angstroms, na unene wa safu ya protini ya monomolecular ni angstroms 10; kwa hivyo, Danielli aliamini kuwa unene wa jumla wa membrane ya seli ni takriban 80 angstroms.

Matokeo yaliyopatikana na hadubini ya elektroni, alithibitisha usahihi wa mfano ulioundwa na Danielli. "Membrane ya msingi" iliyochunguzwa kutoka kwa maikrografu ya elektroni ya Robertson inalingana na ubashiri wa Danielli kwa umbo na saizi, na imezingatiwa katika seli nyingi. aina mbalimbali. Inaweza kutofautishwa mbili zaidi kupigwa giza kuhusu angstroms 20 nene, ambayo inaweza kuendana vizuri na tabaka mbili za protini za mfano; vipande hivi viwili vinatenganishwa na msingi mwepesi wa 35 angstrom sambamba na safu ya lipid. Unene wa jumla wa membrane ya angstroms 75 ni karibu kabisa na thamani iliyotolewa na mfano.

Bila kukiuka ulinganifu wa jumla wa mfano huu, inapaswa kuongezwa ili kuzingatia tofauti katika asili ya kemikali ya nyuso za ndani na za nje za membrane. Hii itafanya iwezekane kuelezea uwepo wa miinuko ya kemikali kati ya nyuso za ndani na nje za membrane, iliyofunuliwa katika uchunguzi fulani. Kwa kuongeza, tunajua kwamba seli nyingi zimefunikwa na membrane ya mucoprotein iliyo na kabohaidreti, ambayo unene wake hutofautiana katika aina tofauti za seli. Bila kujali kama safu hii ina athari kwenye upenyezaji, inaweza kuzingatiwa kuwa inacheza jukumu muhimu katika pinocytosis.

Mbali na vipengele hivi vya muundo wa membrane, kwa hivyo kusema katika "sehemu ya msalaba", wakati wa kusoma upenyezaji, zinageuka kuwa muundo wake pia hauna usawa katika mwelekeo mwingine. Inajulikana, kwa mfano, kwamba utando wa seli huruhusu chembe ambazo ukubwa wake hauzidi mipaka inayojulikana kupita, huku ukihifadhi chembe kubwa na kubwa, na hii inaonyesha kuwepo kwa pores katika utando huu. Hadi sasa, kuwepo kwa pores haijathibitishwa na masomo ya microscopic ya elektroni. Hii haishangazi, kwani inachukuliwa kuwa pores hizi ni ndogo sana na ziko mbali sana kutoka kwa kila mmoja, ili eneo lao la jumla halizidi elfu moja ya uso wa jumla wa membrane. Ikiwa tunaita utando wa ungo, basi inapaswa kuongezwa kuwa kuna mashimo machache sana kwenye ungo huu.

Hali muhimu zaidi ni kwamba ili kuelezea uteuzi wa juu unaoruhusu seli nyingi kutofautisha dutu moja kutoka kwa nyingine, ni muhimu kudhani maalum ya kemikali ya sehemu tofauti za membrane. Ilibadilika, kwa mfano, kwamba baadhi ya enzymes zimewekwa kwenye uso wa seli. Inavyoonekana, kazi yao ni kubadili vitu ambavyo hazipatikani kwenye membrane kwenye derivatives ya mumunyifu ambayo inaweza kupita ndani yake. Matukio mengi yanajulikana wakati kiini, kinachoweza kupenya kwa dutu moja, hairuhusu dutu nyingine karibu na ya kwanza na sawa na hiyo kwa suala la ukubwa wa Masi na mali ya umeme.

Kwa hivyo, tunaona kwamba membrane nyembamba ya seli ni kifaa ngumu zaidi iliyoundwa kuingiliana kikamilifu na harakati za vitu vinavyoingia kwenye seli na kutolewa kutoka kwake. Kifaa kama hicho ni muhimu kwa mchakato wa uhamishaji hai, ambao uhamishaji huu unafanywa haswa. Ili harakati hii ya "juu" itokee, seli lazima ichukue hatua dhidi ya nguvu za uhamishaji tu. Walakini, licha ya juhudi za wanasayansi wengi, bado haijawezekana kufunua utaratibu ambao nishati iliyotolewa kama matokeo ya kimetaboliki ya seli hutumiwa kusafirisha vitu mbalimbali kupitia membrane ya seli. Inawezekana kwamba taratibu mbalimbali zinahusika katika uhamisho huu wa nishati.

Tatizo la usafiri wa ioni huvutia watu wanaovutiwa zaidi. Wanabiolojia tayari miaka 100 iliyopita walijua kuwepo kwa tofauti inayoweza kutokea kati ya uso wa nje na wa ndani wa membrane; Tangu wakati huo huo, wamejua kuwa tofauti hii inayowezekana ina athari kwenye usafirishaji na usambazaji wa ioni. Walakini, hivi majuzi tu walianza kuelewa kuwa tofauti hii inayoweza kutokea yenyewe inatokea na inadumishwa kwa sababu ya usafirishaji hai wa ions.

Umuhimu wa tatizo hili unathibitishwa na ukweli kwamba cytoplasm ya seli nyingi ina potasiamu zaidi kuliko sodiamu, na wakati huo huo wanalazimika kuishi katika mazingira ambayo yanajulikana kwa uwiano tofauti kati ya maudhui ya ioni hizi mbili. Kwa mfano, plasma ya damu ina sodiamu mara 20 zaidi ya potasiamu, wakati seli nyekundu za damu zina potasiamu mara 20 zaidi ya sodiamu. Utando wa erithrositi una upenyezaji uliofafanuliwa vizuri, ingawa wa chini, wa passiv kwa ioni zote za sodiamu na potasiamu. Ikiwa upenyezaji huu ungeweza kujidhihirisha kwa uhuru, basi ioni za sodiamu zingetiririka ndani ya seli, na ioni za potasiamu zingeanza kutiririka kutoka humo. Kwa hiyo, ili kudumisha uwiano uliopo wa ioni, kiini kinapaswa kuendelea "kusukuma nje" ioni za sodiamu na kukusanya ioni za potasiamu dhidi ya gradient ya mkusanyiko wa 50.

Wengi wa mifano iliyopendekezwa kuelezea usafiri wa kazi ni msingi wa dhana ya kuwepo kwa aina fulani ya molekuli za carrier. Inachukuliwa kuwa wabebaji hawa bado wa dhahania huingia pamoja na ioni ziko kwenye uso mmoja wa membrane, hupitia utando kwa fomu hii na tena kutolewa ions kwenye uso mwingine wa membrane. Harakati ya misombo kama hiyo (molekuli za carrier ambazo zimeunganisha ioni kwao wenyewe), tofauti na harakati za ioni zenyewe, inaaminika kutokea kwa mwelekeo wa "kushuka", i.e. kwa mujibu wa gradient ya ukolezi wa kemikali.

Mfano mmoja huo, ulioundwa na T. Shaw mwaka wa 1954, hufanya iwezekanavyo si tu kuelezea uhamisho wa ioni za potasiamu na sodiamu kupitia membrane, lakini pia kuanzisha uhusiano fulani kati yao. Kulingana na modeli ya Shaw, ioni za potasiamu na sodiamu (K + na Na +) husafirishwa kwenye utando na vibebaji vyenye mumunyifu wa mafuta (X na Y) maalum kwa ayoni. Michanganyiko inayotokana (KX na NaY) inaweza kueneza kupitia utando, wakati utando hauwezi kupenyeza kwa wabebaji wa bure. Juu ya uso wa nje utando wa usafiri wa sodiamu hubadilishwa kuwa wasafirishaji wa potasiamu, kupoteza nishati katika mchakato. Kwenye uso wa ndani wa membrane, wabebaji wa potasiamu hubadilishwa tena kuwa wabebaji wa sodiamu kwa sababu ya upokeaji wa nishati inayotokana na mchakato wa kimetaboliki ya seli (wasambazaji wa nishati hii, kwa uwezekano wote, misombo yenye utajiri wa nishati kwenye molekuli ambayo kuna vifungo vya phosphate).

Mawazo mengi yaliyofanywa katika mtindo huu ni vigumu kuthibitisha kwa majaribio, na kwa vyovyote hayatambuliki na kila mtu. Walakini, tuliona kuwa ni muhimu kutaja, kwani mtindo huu wenyewe unaonyesha ugumu wote wa jambo la uhamishaji hai.

Muda mrefu kabla ya wanabiolojia kufafanua mchezo huo tata nguvu za kimwili, kushiriki katika uhamisho wa vitu kupitia membrane ya seli, tayari walipaswa kuchunguza seli, kwa kusema, "kwa ajili ya chakula." KATIKA marehemu XIX karne, Ilya Mechnikov aliona kwa mara ya kwanza jinsi nyeupe seli za damu(leukocytes) ilimeza bakteria, na kuwapa jina "phagocytes". Mnamo 1920, A. Schaeffer alionyesha jinsi amoeba inavyokamata mawindo yake - mchoro ambao umekuwa wa kawaida. Mchakato wa pinocytosis, ulioonyeshwa kwa uwazi kidogo, uligunduliwa kwa mara ya kwanza na W. Lewis mnamo 1931 tu. Kusoma tabia ya seli katika tamaduni ya tishu kwa kutumia upigaji picha wa muda, aligundua ukuaji wa membrane kwenye pembezoni ya seli, ambayo ilibadilika kwa nguvu sana kwamba kutoka kwa wakati. kwa wakati wao kufungwa, kama ngumi USITUMIE, ukamataji sehemu ya kati kama katika Bubble. Kwa Lewis, yote haya yalionekana sawa na mchakato wa kunywa hivi kwamba alikuja na jina linalofaa kwa jambo hili - "pinocytosis".

Ugunduzi wa Lewis haukuvutia tahadhari mwanzoni, isipokuwa kwa kazi ya S. Maet na W. Doyle, iliyochapishwa mwaka wa 1934, ambao waliripoti jambo kama hilo lililozingatiwa nao katika amoeba. Pinocytosis ilibakia kuwa udadisi tu hadi katikati ya karne hii, kutokana na masomo ya hadubini ya elektroni, iligundulika kuwa kumeza kama hiyo kunaenea zaidi.

Katika amoeba na katika seli kutoka kwa utamaduni wa tishu, pinocytosis inaweza kuzingatiwa chini ya darubini ya kawaida. Shukrani kwa azimio la juu la darubini ya elektroni, aina nyingine nyingi za seli pia zimepatikana kuunda Bubbles microscopic. Kutoka kwa mtazamo wa kisaikolojia, moja ya mifano ya kuvutia zaidi ya aina hii ni seli brashi epithelium figo na matumbo: vesicles zinazoleta vitu mbalimbali ndani ya seli huundwa chini ya mpaka wa brashi, ambayo epitheliamu hii inaitwa jina lake. Kipengele kikuu cha pinocytosis au phagocytosis ni sawa katika seli zote: sehemu fulani ya membrane ya seli hujitenga kutoka kwenye uso wa seli na kuunda vakuli au vesicle ambayo hutengana kutoka kwa pembeni na kuhamia kwenye seli.

Ukubwa wa vesicles iliyoundwa wakati wa pinocytosis inatofautiana sana. Katika amoeba na katika seli zilizochukuliwa kutoka kwa tamaduni ya tishu, kipenyo cha wastani cha vakuli mpya ya pinocytic iliyojitenga ni mikroni 1-2; ukubwa wa vacuoles, ambayo sisi kusimamia kuchunguza kwa kutumia darubini ya elektroni, hutofautiana kutoka 0.1 hadi 0.01 microns. Mara nyingi vacuoles vile huunganishwa na kila mmoja na ukubwa wao kwa wakati mmoja, kwa kawaida, huongezeka. Kwa sababu ya wengi wa seli zina idadi ya vakuli na chembechembe zingine, vakuli za pinocytic hupotea hivi karibuni kutoka kwa macho isipokuwa zimetolewa na aina fulani ya "lebo". Vakuoles zinazoundwa wakati wa phagocytosis, bila shaka, ni kubwa zaidi na zinaweza kubeba nzima. seli za bakteria, seli za protozoa, na katika kesi ya phagocytes, vipande vya tishu zilizoharibiwa.

Kwa misingi ya majaribio rahisi na amoeba, inaweza kuonekana kwamba pyocytosis haiwezi kuzingatiwa katika tishu yoyote wakati wowote, kwani husababishwa na kuwepo kwa vitu fulani katika mazingira. KATIKA maji safi pinocytosis haitokei katika amoebas: kwa hali yoyote, haiwezi kugunduliwa chini ya darubini. Ikiwa sukari au wanga nyingine huongezwa kwa maji ambayo amoeba ni, basi hii haitaongoza chochote. Wakati chumvi, protini au asidi fulani ya amino huongezwa, pinocytosis huanza. S. Chapman-Andersen aligundua kuwa katika amoeba kila pinocytosis kama hiyo inaweza kudumu kama dakika 30, bila kujali asili ya sababu iliyosababisha, na wakati huu hadi njia 100 za pinocytic huundwa na idadi inayolingana ya vakuli humezwa. Kisha pinocytosis inacha na inaweza kuanza tena baada ya masaa 3-4. Kwa mujibu wa Chapman Andersen, hii ni kutokana na ukweli kwamba baada ya dakika 30 ya pinocytosis, maeneo yote ya membrane ya nje yenye uwezo wa uvamizi hutumiwa.

Kwa kuongezea, Chapman-Andersen alisaidia kutatua shida ya zamani, ambayo ni, ilionyesha kuwa phagocytosis na pinocytosis, kutoka kwa mtazamo wa kisaikolojia, ni mchakato sawa. Katika jaribio lake, amoeba zilipewa kwa mara ya kwanza fursa ya kuchuja siliati nyingi zinazoweza kuliwa kwa ajili yao kadiri zingeweza kukamata kutoka kwa mazingira yaliyojaa vijidudu hivi. Kisha walihamishiwa kwa kati iliyo na sababu inayosababisha pinocytosis. Ilibadilika kuwa amoeba hizi zina uwezo wa kuunda njia chache tu (chini ya 10% ya nambari ya kawaida). Kinyume chake, amoeba ambayo ilikuwa imemaliza uwezo wao wa pinocytosisi haikufagilia wakati ilipohamishiwa kwenye chombo kilicho na viumbe ambavyo kwa kawaida hutumia kama chakula. Kwa hivyo, uso wa membrane unaonekana kuwa kikwazo katika visa vyote viwili.

S. Bennett mwaka wa 1956 alipendekeza kuwa pinocytosis husababishwa na adsorption ya molekuli ya inductor au ioni kwenye uso wa membrane ya seli. Dhana hii ilithibitishwa kikamilifu katika kazi za watafiti kadhaa. Ni vigumu kuwa na shaka kwamba katika amoeba adsorption hutokea kwenye membrane maalum, ambayo inajumuisha kamasi na hufunika amoeba nzima. Kwa kuwa inadhaniwa kuwa ganda kama hilo pia lipo katika seli zingine nyingi, itakuwa ya kufurahisha kujua ikiwa inafanya kazi sawa katika visa vyote.

Bubble, ambayo huanzisha dutu ya kuingiza ndani ya seli, pia huanzisha kiasi fulani cha kioevu ndani yake. Chapman-Andersen na mwandishi walifanya jaribio la "lebo mbili" ili kubaini ni kipi kati ya vitu hivi viwili - indukta au kioevu - ni mali ya jukumu kuu. Tuliweka amoeba kwenye chombo kilicho na protini iliyoandikwa kwa isotopu ya mionzi kama kichochezi, na sukari iliyo na lebo nyingine ya mionzi, ambayo iliwezesha kubainisha kiasi cha kioevu kilichofyonzwa. Tuliendelea na ukweli kwamba ikiwa dutu kuu inayotumiwa, pamoja na dutu inayosababisha kunyonya, ni protini, basi maudhui ya protini katika vacuoles inapaswa kuwa ya juu kuliko ya kati. Na hivyo ikawa. Walakini, ukubwa wa jambo hili ulizidi matarajio yetu. Jumla protini iliyofyonzwa ndani ya dakika 30 ililingana na takriban 25% ya jumla ya wingi wa amoeba. Hii ni chakula cha kuvutia sana, ambacho kinaonyesha hivyo thamani ya juu kwa seli wakati wa pinocytosis, wana vitu vilivyowekwa kwenye uso.

Hata hivyo, chakula kilicho katika vacuole lazima bado kuzingatiwa nje ya seli, kwani kesi ambayo imefungwa ni sehemu ya membrane ya nje. Lazima tujue ikiwa mawasiliano kama haya na mazingira ya nje yanaweza kutoa malighafi kwa vifaa vya kimetaboliki ya seli, na ikiwa ni hivyo, vipi. Njia rahisi zaidi ya kuhamisha vitu kutoka kwa vacuole hadi cytoplasm itakuwa kufutwa kwa membrane chini ya hatua ya enzymes ya cytoplasmic. Hata hivyo, data ya hadubini ya elektroni haiungi mkono dhana hii: hatujawahi kuona kutoweka kwa membrane inayounda bua ya vacuole.

Kwa kuwa utando umehifadhiwa wazi, kazi kuu katika utafiti wa pinocytosis ni utafiti wa upenyezaji wake. Hakuna shaka kwamba vesicle ya pinocytic hutoa maji kwenye cytoplasm; tuna hakika juu ya hili kwa wrinkling inayoonekana ya vacuoles. J. Marshall na mwandishi wameonyesha kuwa wrinkling katika amoebas hufuatana na ongezeko la taratibu katika mkusanyiko wa yaliyomo ya vacuole. Imeanzishwa na centrifugation kwamba wakati wa masaa machache ya kwanza baada ya pinocytosis, wiani wa vacuoles huongezeka wakati wote ikilinganishwa na wiani wa cytoplasm inayozunguka. Hatimaye, vakuli hizi hugeuka kuwa chembechembe za cytoplasmic, ambazo zinafanana na mitochondria kwa ukubwa na tabia wakati wa centrifugation.

Pia iliibuka kuwa utando wa vacuole hauwezi kupenyeza sio tu kwa maji, bali pia kwa vitu vyenye uzito wa chini wa Masi kama sukari. Chapman-Andersen na mwandishi, kwa kutumia glukosi ya mionzi, waligundua kuwa glukosi iliyofyonzwa katika mchakato wa pinocytosis huacha haraka vakuli na inasambazwa sawasawa katika saitoplazimu. Glucose hii inaingia michakato ya kawaida kimetaboliki inayotokea kwenye seli, kana kwamba imeingia kwenye seli kwa njia ya kawaida - kama matokeo ya kueneza kutoka kwa uso wa seli; bidhaa ya kimetaboliki yake - dioksidi kaboni ya mionzi - hivi karibuni inaonekana kati ya bidhaa za excretory za amoeba. Chapman-Andersen na D. Prescott walipata matokeo sawa kwa baadhi ya amino asidi. Kwa hiyo, hakuna shaka kwamba kwa msaada wa pinocytosis, kiini kinaweza "kulishwa" na vitu ambavyo vina molekuli ndogo. Majaribio ya "kulisha" molekuli kubwa bado hayajafanyika.

Matokeo haya yanaonyesha kuwa kuna mabadiliko fulani katika upenyezaji wa utando. Mabadiliko haya hayawezi kuonekana kwa darubini ya elektroni; utando unaonekana kuwa sawa kabla na baada ya pinocytosis. Walakini, kuna ripoti kwamba utando wa kamasi ulio ndani ya ukuta wa vakuli hutoka nje na, pamoja na nyenzo zilizowekwa juu yake, hubakia katikati ya vakuli kwa namna ya uvimbe mdogo.

Wakati huo huo, jambo lingine, labda muhimu sana, hutokea. Vakuli ndogo za sekondari huunda kwenye vakuli ya msingi, ambayo hujitenga nayo na kuhamia kwenye cytoplasm. Bado hatujaweza kuhukumu jukumu la mchakato huu kwa usambazaji wa yaliyomo ya vacuole ya msingi kupitia saitoplazimu. Jambo moja tu ni wazi: michakato yoyote inayohusiana na upenyezaji hufanyika kwenye utando wa microvacuoles hizi, mtiririko wao unawezeshwa sana kwa sababu ya ongezeko kubwa la eneo la uso wa membrane ndani ya seli. Inawezekana kwamba vacuoles za sekondari pia zinahusika katika kuundwa kwa upenyezaji wa kuchagua, kuchukua vitu vingine kutoka kwa vacuole ya msingi na kuacha wengine ndani yake.

Ugumu kuu unaotokea wakati wa kujaribu kuelezea pinocytosis kama moja ya kuu michakato ya kisaikolojia kutokea katika seli ni kwamba haina kabisa maalum. Kweli, katika shughuli za phagocytes zinazohamasishwa na antibodies kwa kunyonya kwa bakteria fulani, maalum ya juu inaonyeshwa. A. Tyler anaamini kwamba wakati wa mbolea, kumeza kwa pinocytic ya manii na yai hutokea - mchakato unaoanza na mwingiliano wa vitu maalum kwenye nyuso za yai na manii. Hata hivyo, kwa ujumla, kukamata mitambo ya dutu adsorbed na vimiminika kutoka mazingira pengine hutokea bila uchaguzi mengi. Inawezekana kwamba kutokana na hili, vitu visivyo na maana au hata madhara mara nyingi huingia kwenye seli.

Pengine, mahali fulani kuna utaratibu na kuchagua zaidi. Ni rahisi kudhani kwamba chaguo, hai au passive, hutokea kwenye utando unaozunguka vacuoles na vesicles zilizo kwenye seli. Katika kesi hii, pinocytosis inapaswa kuzingatiwa sio mchakato ambao haujumuishi uhamishaji kupitia membrane, lakini kama mchakato unaoongeza uhamishaji kama huo. Yake kazi kuu inapaswa kujumuisha uundaji wa kina nyuso za ndani, ambayo shughuli za nguvu zinazohusiana na uhamisho wa passive na kazi inaweza kuwa na ufanisi zaidi kuliko juu ya uso wa seli yenyewe, na wakati huo huo na hatari ndogo ya kupoteza jambo kutokana na kuvuja.

Usafirishaji kupitia utando ni muhimu kwa sababu inatoa:

• thamani sahihi ya pH na ukolezi wa ioni
• utoaji wa virutubisho
• utupaji wa taka zenye sumu
• usiri wa virutubisho mbalimbali
• kuundwa kwa gradients ionic muhimu kwa ajili ya shughuli za neva na misuli.

Udhibiti wa kimetaboliki kwenye utando hutegemea sifa za kimaumbile na kemikali za utando na ayoni au molekuli zinazopita ndani yake.
Maji ni dutu kuu inayoingia na kutoka kwa seli.

Harakati ya maji katika mifumo hai na katika asili isiyo hai hutii sheria za mtiririko wa volumetric na uenezi.

Ishara za kuenea: kila molekuli huenda kwa kujitegemea kwa wengine; harakati hizi ni za machafuko. Kueneza ni mchakato wa polepole. Lakini inaweza kuharakishwa kama matokeo ya sasa ya plasma, shughuli za kimetaboliki. Kawaida, vitu vinaunganishwa katika sehemu moja ya seli na hutumiwa katika nyingine. Hiyo. gradient ya ukolezi imeanzishwa, na vitu vinaweza kuenea kando ya gradient kutoka mahali pa malezi hadi mahali pa matumizi. Molekuli za kikaboni kawaida ni polar. Kwa hiyo, hawawezi kuenea kwa uhuru kupitia kizuizi cha lipid cha membrane za seli. Hata hivyo, kaboni dioksidi, oksijeni na vitu vingine vya mumunyifu wa lipid hupita kupitia utando kwa uhuru. Maji na ioni ndogo hupita pande zote mbili.

Utando wa seli.

Seli hiyo imezungukwa pande zote na utando unaobana ambao hubadilika kulingana na mabadiliko yoyote katika umbo lake na unamu kidogo. Utando huu unaitwa utando wa plasma, au plasmalemma (plasma ya Kigiriki - fomu; lemma - shell).

Tabia za jumla za membrane ya seli:

1. Aina tofauti za utando hutofautiana katika unene wao, lakini katika hali nyingi unene wa utando ni 5 - 10 nm; kwa mfano, unene wa membrane ya plasma ni 7.5 nm.
2. Utando ni miundo ya lipoprotein (lipid + protini). Kwa baadhi ya molekuli lipid na protini juu nyuso za nje vipengele vya wanga vilivyounganishwa (vikundi vya glycosyl). Kwa kawaida, uwiano wa wanga katika membrane ni kutoka 2 hadi 10%.
3. Lipids huunda bilayer. Hii ni kwa sababu molekuli zao zina vichwa vya polar na mikia isiyo ya polar.
4. Protini za membrane hufanya kazi mbalimbali Maneno muhimu: usafirishaji wa vitu, shughuli za enzymatic, uhamishaji wa elektroni, ubadilishaji wa nishati, shughuli ya vipokezi.
5. Juu ya nyuso za glycoproteins ni vikundi vya glycosyl - minyororo ya oligosaccharide yenye matawi inayofanana na antena. Vikundi hivi vya glycosyl vinahusishwa na utaratibu wa utambuzi.
6. Pande mbili za membrane zinaweza kutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika muundo na mali.

Kazi za membrane za seli:

• kizuizi cha yaliyomo kwenye seli kutoka kwa mazingira
• udhibiti wa michakato ya metabolic kwenye mpaka "mazingira ya seli"
• maambukizi ya ishara za homoni na nje zinazodhibiti ukuaji na utofautishaji wa seli
• ushiriki katika mchakato wa mgawanyiko wa seli.

Endocytosis na exocytosis.

Endocytosis na exocytosis ni michakato miwili amilifu ambayo nyenzo mbalimbali husafirishwa kwenye utando, ama kwenye seli (endocytosis) au nje ya seli (exocytosis).
Wakati wa endocytosis, utando wa plasma huunda invaginations au nje, ambayo kisha, ikizimwa, inageuka kuwa vesicles au vacuoles. Kuna aina mbili za endocytosis:
1. Phagocytosis - ngozi ya chembe imara. Seli maalum zinazofanya phagocytosis huitwa phagocytes.

2. Pinocytosis - ngozi ya nyenzo za kioevu (suluhisho, ufumbuzi wa colloidal, kusimamishwa). Vipu vidogo sana (micropinocytosis) mara nyingi huunda.
Exocytosis ni mchakato wa nyuma wa endocytosis. Homoni, polysaccharides, protini, matone ya mafuta na bidhaa nyingine za seli hutolewa kwa njia hii. Zimefungwa kwenye vesicles zilizofungwa na membrane na hukaribia plasmalemma. Utando wote huungana na yaliyomo kwenye vesicle hutolewa kwenye mazingira yanayozunguka seli.

Aina za kupenya kwa vitu ndani ya seli kupitia utando.
Molekuli hupitia utando kwa michakato mitatu tofauti: usambaaji rahisi, usambaaji uliowezeshwa, na usafiri amilifu.

Usambazaji rahisi ni mfano wa usafiri wa passiv. Mwelekeo wake umeamua tu kwa tofauti katika viwango vya dutu kwenye pande zote mbili za membrane (gradient ya mkusanyiko). Kwa uenezaji rahisi, vitu visivyo na polar (hydrophobic) vya lipid-mumunyifu na molekuli ndogo zisizo na malipo (kwa mfano, maji) hupenya seli.
Dutu nyingi zinazohitajika na seli husafirishwa kupitia utando kwa usaidizi wa protini za usafiri (protini za carrier) zilizoingizwa ndani yake. Protini zote za usafirishaji zinaonekana kuunda kifungu cha protini kinachoendelea kwenye membrane.
Kuna aina mbili kuu za usafiri unaosaidiwa na mtoa huduma: uenezaji uliowezesha na usafiri wa kazi.
Usambazaji uliowezeshwa unatokana na upinde rangi wa ukolezi, na molekuli husogea kando ya kipenyo hiki. Hata hivyo, ikiwa molekuli inachajiwa, basi usafiri wake huathiriwa na gradient ya mkusanyiko na upinde rangi wa jumla wa umeme kwenye membrane (uwezo wa membrane).
Usafiri amilifu ni msogeo wa vimumunyisho dhidi ya ukolezi au kipenyo cha kielektroniki kwa kutumia nishati ya ATP. Nishati inahitajika kwa sababu maada lazima iende kinyume na mwelekeo wake wa asili wa kusambaa katika mwelekeo tofauti.

Pampu ya Na-K.

Mojawapo ya mifumo muhimu zaidi na iliyosomwa vyema ya usafirishaji katika seli za wanyama ni pampu ya Na-K. Seli nyingi za wanyama hudumisha viwango tofauti vya ukolezi vya ioni za sodiamu na potasiamu kwenye pande tofauti za membrane ya plasma: ndani ya seli, ukolezi mdogo ioni za sodiamu na mkusanyiko mkubwa wa ioni za potasiamu. Nishati inayohitajika kuendesha pampu ya Na-K hutolewa na molekuli za ATP zinazozalishwa wakati wa kupumua. Umuhimu wa mfumo huu kwa viumbe vyote unathibitishwa na ukweli kwamba katika mnyama wa kupumzika zaidi ya theluthi moja ya ATP hutumiwa ili kuhakikisha uendeshaji wa pampu hii.

Mfano wa uendeshaji wa pampu ya Na-K. LAKINI. Ioni ya sodiamu katika saitoplazimu huchanganyika na molekuli ya protini ya usafiri. B. Mmenyuko unaohusisha ATP, kama matokeo ambayo kikundi cha phosphate (P) kinaunganishwa na protini, na ADP inatolewa. KATIKA. Phosphorylation huleta mabadiliko katika muundo wa protini, ambayo husababisha kutolewa kwa ioni za sodiamu nje ya seli G. Ioni ya potasiamu katika nafasi ya ziada hufunga kwa protini ya usafiri (D), ambayo katika fomu hii inachukuliwa zaidi kuunganishwa na ioni za potasiamu kuliko ioni za sodiamu. E. Kundi la phosphate linapasuka kutoka kwa protini, na kusababisha urejesho wa fomu ya awali, na ioni ya potasiamu hutolewa kwenye cytoplasm. Protini ya usafiri sasa iko tayari kubeba ayoni nyingine ya sodiamu nje ya seli.