Высокая упорядоченность внутреннего содержимого эукариотиче-ской клетки достигается путем компартментации ее объема — подразделения на «ячейки», отличающиеся деталями химического (ферментного) состава. Компартментация (рис. 2.3) способствует пространственному разделению веществ и процессов в клетке. Отдельный компартмент представлен органеллой (лизосома) или ее частью (пространство, отграниченное внутренней мембраной митохондрии).

Важная роль в осуществлении компартментации принадлежит биологическим мембранам. Они выполняют ряд функций: отграни­чивающую (барьерную), регуляции и обеспечения избирательной проницаемости веществ, образования поверхностей раздела между водной (гидрофильной) и неводной (гидрофобной) фазами с раз­мещением на этих поверхностях ферментных комплексов. Благода­ря присутствию липидов (жировых веществ) мембраны образуют гидрофобную внутриклеточную фазу как компартмент для химиче­ских реакций в неводной среде. Молекулярный состав мембран, набор соединений и ионов, размещающихся на их поверхностях, различаются от структуры к структуре. Этим достигается функцио­нальная специализация мембран клетки. Включение в мембрану клетки молекул рецепторов делает ее восприимчивой к биологиче­ски активным соединениям, например гормонам.

Предложено несколько схем взаимоотношения в мембране ос­новных химических компонентов — белков и липидов, а также веществ, размещаемых на мембранной поверхности. В настоящее время большей популярностью пользуется точка зрения, согласно которой мембрана составлена из бимолекулярного слоя липидов. Гид­рофобные участки их молекул повернуты друг к другу, а гидрофиль­ные находятся на поверхности слоя. Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или размещены на его поверхностях.

Благодаря компартментации клеточного объема в эукариотической клетке наблюдается разделение функций между разными структурами. Одновременно различные структуры закономерно вза­имодействуют друг с другом.

Биологические мембраны.

Мембраны биологические — функционально активные поверхностные структуры толщиной в несколько молекулярных слоев, ограничивающие цитоплазму и большинство органелл клетки, а также образующие единую внутриклеточную систему канальцев, складок, замкнутых областей.

Функции биологических мембран следующие:

1. Отграничивают содержимое клетки от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы.

2. Обеспечивают транспорт веществ в клетку и из нее, из цитоплазмы в органеллы и наоборот.

3. Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование сит-налов из

окружающей среды, узнавание веществ клеток и т. д.).

4. Являются катализаторами (обеспечение примембранных химических процессов).

5. Участвуют в преобразовании энергии.

Плазмолемма (внешняя клеточная мембрана). Занимает в клетке пограничное положение и играет роль полупроницаемого селективного барьера, который отделят цитоплазму от окружающей среды, а с другой – обеспечивает её связь с этой средой.

Функции плазмолеммы:

1) Распознавание данной клеткой других клеток и прикрепление к ним.

2) Распознавание клеткой межклеточного вещества и прикрепление к его элементам.

3) Транспорт веществ в цитоплазму и из неё.

4) Взаимодействие с сигнальными молекулами.

5) Движение клетки (образование псевдо- фило- и ламеллоподий)

Структура плазмолеммы: Плазмолемма состоит из липидного бислоя, в который погружены и с которым связаны молекулы белков. Липидный бислой представлен преимущественно молекулами лецитина и цефалина, состоящими из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста. Гидрофобные цепи обращены внутрь бислоя, гидрофильные головки – кнаружи. Липиды обеспечивают основные свойства мембраны в т.ч. их текучесть.

Мембранные белки обеспечивают спецефические свойства мембраны и играют различную биологическую роль (переносчиков, ферментов, рецепторов, структурных молекул). По расположению на мембране выделяют два типа белков: периферические и интегральные. Периферические белки обычно находятся вне липидного слоя и не прочно связаны с мембраной. Интегральные белки либо полностью, либо частично погружены в липидный бислой. Часть белков целиком пронизывает всю мембрану (т.н. трансмембранные белки).

Ядерная оболочка (кариолемма). Кариолемма состоит из двух мембран – наружной и внутренней – разделенных полостью и смыкающихся в области ядерных пор.

Наружная мембрана составляет единое целое с мембранами грЭПС – на её поверхности имеются рибосомы, а полость соответствует полости цистерн. Внутренняя мембрана – гладкая, интегральные белки связаны с ядерной пластинкой. Ядерная пластинка обеспечивает:

1) поддержание формы ядра,

2) упорядоченную укладку хроматина,

3) структурную организацию поровых комплексов,

4) формирование кариолеммы при делении клеток