Bunky sú obmedzené iba bunkovou membránou. Hlavné funkcie a štrukturálne vlastnosti bunkovej membrány

Bunkové membrány

Základom štrukturálnej organizácie bunky je membránový princíp štruktúry, to znamená, že bunka je postavená hlavne z membrán. Všetky biologické membrány majú spoločné konštrukčné znaky a vlastnosti.

V súčasnosti je všeobecne akceptovaný fluidno-mozaikový model membránovej štruktúry.

Chemické zloženie a štruktúra membrány

Základom membrány je lipidová dvojvrstva, tvorená hlavne fosfolipidy. Lipidy tvoria v priemere ≈40 % chemického zloženia membrány. V dvojvrstve sú chvosty molekúl v membráne obrátené k sebe a polárne hlavy smerom von, takže povrch membrány je hydrofilný. Lipidy určujú základné vlastnosti membrán.

Okrem lipidov membrána obsahuje proteíny (v priemere ≈60 %). Určujú väčšinu špecifické funkcie membrány. Molekuly bielkovín netvoria súvislú vrstvu (obr. 280). V závislosti od lokalizácie v membráne existujú:

Membránové proteíny môžu vykonávať rôzne funkcie:

Membrána môže obsahovať od 2 do 10 % sacharidov. Sacharidovú zložku membrán zvyčajne predstavujú oligosacharidové alebo polysacharidové reťazce spojené s proteínovými molekulami (glykoproteíny) alebo lipidmi (glykolipidy). V zásade sú sacharidy umiestnené na vonkajšom povrchu membrány. Funkcie uhľohydrátov bunková membrána nie sú úplne objasnené, ale dá sa povedať, že zabezpečujú receptorové funkcie membrány.

V živočíšnych bunkách tvoria glykoproteíny epimembránový komplex - glykokalyx s hrúbkou niekoľkých desiatok nanometrov. Prebieha v ňom extracelulárne trávenie, nachádza sa veľa bunkových receptorov a s jeho pomocou zrejme dochádza k adhézii buniek.

Molekuly bielkovín a lipidov sú mobilné, schopné pohybu , hlavne v rovine membrány. Membrány sú asymetrické , to znamená, že lipidové a proteínové zloženie vonkajšieho a vnútorného povrchu membrány je odlišné.

Hrúbka plazmatickej membrány je v priemere 7,5 nm.

Jednou z hlavných funkcií membrány je transport, zabezpečujúci výmenu látok medzi bunkou a vonkajším prostredím. Membrány majú vlastnosť selektívnej permeability, to znamená, že sú dobre priepustné pre niektoré látky alebo molekuly a zle priepustné (alebo úplne nepriepustné) pre iné. Priepustnosť membrán pre rôzne látky závisí jednak od vlastností ich molekúl (polarita, veľkosť atď.), ako aj od vlastností membrán (vnútorná časť lipidovej vrstvy je hydrofóbna).

Existovať rôzne mechanizmy transport látok cez membránu (obr. 281). V závislosti od potreby využitia energie na transport látok existujú:

Pasívna doprava

Pasívny transport je založený na rozdiele koncentrácií a nábojov. Pri pasívnom transporte sa látky vždy pohybujú z oblasti s vyššou koncentráciou do oblasti s nižšou koncentráciou, to znamená pozdĺž koncentračného gradientu. Ak je molekula nabitá, jej transport je ovplyvnený elektrickým gradientom. Preto sa často hovorí o elektrochemickom gradiente, ktorý kombinuje oba gradienty. Rýchlosť dopravy závisí od veľkosti stúpania.

Existujú tri hlavné pasívne transportné mechanizmy:

© jednoduchá difúzia- transport látok priamo cez lipidovú dvojvrstvu. Ľahko ním prechádzajú plyny, nepolárne alebo malé nenabité polárne molekuly. Čím je molekula menšia a čím je v tukoch rozpustnejšia, tým rýchlejšie prenikne cez membránu. Je zaujímavé, že voda, napriek tomu, že je relatívne nerozpustná v tukoch, veľmi rýchlo preniká cez lipidovú dvojvrstvu. Je to spôsobené tým, že jeho molekula je malá a elektricky neutrálna. Difúzia vody cez membrány je tzv osmóza.

Difúzia cez membránové kanály. Nabité molekuly a ióny (Na +, K +, Ca 2+, Cl -) nie sú schopné prejsť cez lipidovú dvojvrstvu jednoduchou difúziou, prenikajú však cez membránu v dôsledku prítomnosti špeciálnych kanálotvorných proteínov, ktoré tvoria vodné póry.

transportné proteíny, z ktorých každý je zodpovedný za transport určitých molekúl alebo skupín príbuzných molekúl. Interagujú s molekulou prenášanej látky a nejakým spôsobom ju posúvajú cez membránu. Do bunky sú teda transportované cukry, aminokyseliny, nukleotidy a mnohé ďalšie polárne molekuly.

aktívny transport

Potreba aktívneho transportu vzniká vtedy, keď je potrebné zabezpečiť prenos molekúl cez membránu proti elektrochemickému gradientu. Tento transport je realizovaný nosnými proteínmi, ktorých činnosť si vyžaduje energetický výdaj. Zdrojom energie sú molekuly ATP.

Jedným z najviac študovaných aktívnych transportných systémov je sodíkovo-draslíková pumpa. Koncentrácia K vo vnútri bunky je oveľa vyššia ako mimo nej a Na je naopak. Preto K pasívne difunduje von z bunky cez vodné póry membrány a Na do bunky. Zároveň je pre normálne fungovanie bunky dôležité udržiavať určitý pomer iónov K a Na v cytoplazme a vo vonkajšom prostredí. Je to možné, pretože membrána v dôsledku prítomnosti (Na + K) pumpy aktívne pumpuje Na z bunky a K do bunky. Prevádzka (Na + K) pumpy spotrebuje takmer tretinu celkovej energie potrebnej na životnosť článku.

Pumpa je špeciálny transmembránový membránový proteín schopný konformačných zmien, vďaka ktorým na seba dokáže viazať ióny K aj Na. Prevádzkový cyklus čerpadla (Na + K) pozostáva z niekoľkých fáz (obr. 282):

V jednom cykle prevádzky pumpa odčerpá z bunky 3 ióny Na a napumpuje ióny 2 K. Tento rozdiel v počte prenesených iónov je spôsobený tým, že priepustnosť membrány pre ióny K je vyššia ako pre Na. ióny. V súlade s tým K pasívne difunduje z bunky rýchlejšie ako Na do bunky.

veľké častice (napríklad fagocytóza lymfocytov, prvokov atď.);

Exocytóza- proces vylučovania rôzne látky z cely. Počas exocytózy sa membrána vezikuly (alebo vakuoly), keď je v kontakte s vonkajšou cytoplazmatickou membránou, s ňou spája. Obsah vezikuly sa odstráni mimo zárezu a jeho membrána je zahrnutá do zloženia vonkajšej cytoplazmatickej membrány.

Stručný opis:

Sazonov V.F. 1_1 Štruktúra bunkovej membrány [Elektronický zdroj] // Kineziológ, 2009-2018: [webová stránka]. Dátum aktualizácie: 06.02.2018..__.201_). _Je opísaná štruktúra a fungovanie bunkovej membrány (synonymá: plazmaléma, plazmolema, biomembrána, bunková membrána, vonkajšia bunková membrána, bunková membrána, cytoplazmatická membrána). Tieto počiatočné informácie sú potrebné pre cytológiu aj pre pochopenie procesov nervovej aktivity: nervová excitácia, inhibícia, práca synapsií a senzorických receptorov.

bunková membrána (plazma A lemma alebo plazma O lemma)

Definícia pojmu

Bunková membrána (synonymá: plazmalema, plazmolema, cytoplazmatická membrána, biomembrána) je trojitá lipoproteínová (t. j. "tuk-proteín") membrána, ktorá oddeľuje bunku od okolia a uskutočňuje riadenú výmenu a komunikáciu medzi bunkou a jej okolím.

Hlavnou vecou v tejto definícii nie je to, že membrána oddeľuje bunku od prostredia, ale práve to spája bunka s prostredím. Membrána je aktívny štruktúra bunky, neustále pracuje.

Biologická membrána je ultratenký bimolekulárny film fosfolipidov pokrytý proteínmi a polysacharidmi. Táto bunková štruktúra je základom bariérových, mechanických a matricových vlastností živého organizmu (Antonov VF, 1996).

Obrazové znázornenie membrány

Bunková membrána sa mi javí ako mriežkový plot s mnohými dverami, ktorý obklopuje určité územie. Akékoľvek malé živé tvory sa môžu cez tento plot voľne pohybovať tam a späť. Väčší návštevníci však môžu vojsť len cez dvere a aj to nie všetci. Rôzni návštevníci majú kľúče iba od svojich dverí a nemôžu prejsť dverami iných ľudí. Takže cez tento plot neustále prúdia návštevy tam a späť, pretože hlavná funkcia membránového plotu je dvojaká: oddeliť územie od okolitého priestoru a zároveň ho spojiť s okolitým priestorom. Na to je v plote veľa dier a dverí - !

Vlastnosti membrány

1. Priepustnosť.

2. Polopriepustnosť (čiastočná priepustnosť).

3. Selektívna (synonymum: selektívna) priepustnosť.

4. Aktívna permeabilita (synonymum: aktívny transport).

5. Riadená priepustnosť.

Ako vidíte, hlavnou vlastnosťou membrány je jej priepustnosť vzhľadom na rôzne látky.

6. Fagocytóza a pinocytóza.

7. Exocytóza.

8. Prítomnosť elektrických a chemických potenciálov, presnejšie, rozdiel potenciálov medzi vnútornou a vonkajšou stranou membrány. Obrazne sa to dá povedať „Membrána premení článok na „elektrickú batériu“ riadením tokov iónov“. Podrobnosti: .

9. Zmeny elektrického a chemického potenciálu.

10. Podráždenosť. Špeciálne molekulárne receptory umiestnené na membráne sa môžu spojiť so signálnymi (riadiacimi) látkami, v dôsledku čoho sa môže zmeniť stav membrány a celej bunky. Molekulové receptory spúšťajú biochemické reakcie ako odpoveď na kombináciu ligandov (kontrolných látok) s nimi. Je dôležité si uvedomiť, že signalizačná látka pôsobí na receptor zvonku, pričom zmeny pokračujú vo vnútri bunky. Ukazuje sa, že membrána prenášala informácie z okolia do vnútorného prostredia bunky.

11. Katalytická enzymatická aktivita. Enzýmy môžu byť vložené do membrány alebo spojené s jej povrchom (vo vnútri aj mimo bunky) a tam vykonávajú svoju enzymatickú aktivitu.

12. Zmena tvaru povrchu a jeho plochy. To umožňuje membráne vytvárať výrastky smerom von alebo, naopak, invaginácie do bunky.

13. Schopnosť vytvárať kontakty s inými bunkovými membránami.

14. Priľnavosť – schopnosť priľnúť k pevným povrchom.

Stručný zoznam vlastností membrány

Priepustnosť.
Endocytóza, exocytóza, transcytóza.
Potenciály.
Podráždenosť.
enzymatickú aktivitu.
Kontakty.
Priľnavosť.

Membránové funkcie

1. Neúplná izolácia vnútorného obsahu od vonkajšieho prostredia.

2. Hlavná vec v práci bunkovej membrány je výmena rôzne látok medzi bunkou a extracelulárnym prostredím. Je to spôsobené takou vlastnosťou membrány, akou je priepustnosť. Okrem toho membrána reguluje túto výmenu reguláciou svojej priepustnosti.

3. Ďalšou dôležitou funkciou membrány je vytvára rozdiel v chemických a elektrických potenciáloch medzi jeho vnútornou a vonkajšou stranou. Vďaka tomu má bunka vo vnútri záporný elektrický potenciál -.

4. Prostredníctvom membrány sa tiež vykonáva výmena informácií medzi bunkou a jej prostredím. Špeciálne molekulárne receptory umiestnené na membráne sa môžu viazať na kontrolné látky (hormóny, mediátory, modulátory) a spúšťať v bunke biochemické reakcie vedúce k rôznym zmenám v bunke alebo v jej štruktúrach.

Video:Štruktúra bunkovej membrány

Video prednáška:Podrobnosti o štruktúre membrány a transporte

Membránová štruktúra

Bunková membrána má univerzálny trojvrstvový štruktúru. Jeho stredná tuková vrstva je súvislá a vrchná a spodná bielkovinová vrstva ju pokrýva vo forme mozaiky jednotlivých bielkovinových oblastí. Tuková vrstva je základom, ktorý zabezpečuje izoláciu bunky od okolia, izoluje ju od okolia. Sám o sebe veľmi zle prechádza látkami rozpustnými vo vode, ale ľahko prechádza tými, ktoré sú rozpustné v tukoch. Preto musí byť priepustnosť membrány pre látky rozpustné vo vode (napríklad ióny) vybavená špeciálnymi proteínovými štruktúrami - a.

Nižšie sú mikrofotografie skutočných bunkových membrán kontaktujúcich buniek, získané pomocou elektrónového mikroskopu, ako aj schematický nákres zobrazujúci trojvrstvovú membránu a mozaikový charakter jej proteínových vrstiev. Ak chcete obrázok zväčšiť, kliknite naň.

Samostatný obraz vnútornej lipidovej (tukovej) vrstvy bunkovej membrány, preniknutej integrálnymi zabudovanými proteínmi. Horná a dolná proteínová vrstva sa odstránia tak, aby nezasahovali do úvahy o lipidovej dvojvrstve

Obrázok vyššie: Neúplné schematické znázornenie bunkovej membrány (bunkovej steny) z Wikipédie.

Všimnite si, že tu boli z membrány odstránené vonkajšie a vnútorné proteínové vrstvy, aby sme lepšie videli centrálnu tukovú dvojitú lipidovú vrstvu. V skutočnej bunkovej membráne veľké proteínové „ostrovy“ plávajú nad a pod tukovým filmom (malé guľôčky na obrázku) a membrána sa ukáže ako hrubšia, trojvrstvová: proteín-tuk-proteín . Je to teda vlastne taký chlebíček z dvoch proteínových „plátkov chleba“ s hrubou vrstvou „masla“ v strede, tzn. má trojvrstvovú štruktúru, nie dvojvrstvovú.

Na tomto obrázku malé modré a biele guľôčky zodpovedajú hydrofilným (zmáčateľným) "hlavám" lipidov a "reťazce" k nim pripojené zodpovedajú hydrofóbnym (nezmáčateľným) "chvostom". Z proteínov sú zobrazené iba integrálne membránové proteíny typu end-to-end (červené globule a žlté helixy). Žlté oválne bodky vo vnútri membrány sú molekuly cholesterolu Žltozelené reťazce guľôčok na vonkajšej strane membrány sú oligosacharidové reťazce, ktoré tvoria glykokalyx. Glykokalyx je ako sacharidová ("cukrová") "chumáča" na membráne, ktorú tvoria dlhé sacharidovo-bielkovinové molekuly, ktoré z nej vyčnievajú.

Living je malé „proteínovo-tukové vrecko“ naplnené polotekutým rôsolovitým obsahom, do ktorého prenikajú fólie a hadičky.

Steny tohto vaku sú tvorené dvojitým tukovým (lipidovým) filmom, pokrytým zvnútra aj zvonka bielkovinami – bunkovou membránou. Preto sa hovorí, že membrána má trojvrstvová štruktúra : bielkoviny-tuky-bielkoviny. Vo vnútri bunky je tiež veľa podobných tukových membrán, ktoré rozdeľujú jej vnútorný priestor na kompartmenty. Bunkové organely sú obklopené rovnakými membránami: jadro, mitochondrie, chloroplasty. Membrána je teda univerzálna molekulárna štruktúra vlastná všetkým bunkám a všetkým živým organizmom.

Vľavo - už nie skutočný, ale umelý model kúska biologickej membrány: ide o okamžitý záber tukovej fosfolipidovej dvojvrstvy (t.j. dvojitej vrstvy) v procese jej modelovania molekulárnej dynamiky. Je zobrazená výpočtová bunka modelu - 96 molekúl PQ ( f osfatidil X olín) a 2304 molekúl vody, spolu 20544 atómov.

Vpravo je vizuálny model jednej molekuly rovnakého lipidu, z ktorej je zostavená membránová lipidová dvojvrstva. Navrchu má hydrofilnú (vodomilnú) hlavu a na spodku dva hydrofóbne (vodobojné) chvosty. Tento lipid má jednoduchý názov: 1-steroyl-2-dokosahexaenoyl-Sn-glycero-3-fosfatidylcholín (18:0/22:6(n-3)cis PC), ale nemusíte si ho zapamätať, pokiaľ naplánujte, aby váš učiteľ omdlil hĺbkou vašich vedomostí.

Môžete poskytnúť presnejšiu vedeckú definíciu bunky:

je usporiadaný, štruktúrovaný heterogénny systém biopolymérov ohraničený aktívnou membránou, zúčastňujúci sa na jedinom súbore metabolických, energetických a informačných procesov a tiež udržiavajúci a reprodukujúci celý systém ako celok.

Vnútri bunky tiež prenikajú membrány a medzi membránami nie je voda, ale viskózny gél/sol s premenlivou hustotou. Preto interagujúce molekuly v bunke neplávajú voľne, ako v skúmavke s vodný roztok, ale väčšinou sedia (imobilizujú) na polymérnych štruktúrach cytoskeletu alebo intracelulárnych membrán. A preto vo vnútri bunky prebiehajú chemické reakcie takmer ako v pevnom tele, a nie v kvapaline. Vonkajšia membrána, ktorá obklopuje bunku, je tiež pokrytá enzýmami a molekulárnymi receptormi, čo z nej robí veľmi aktívnu súčasť bunky.

Bunková membrána (plazmalema, plazmolema) je aktívny obal, ktorý oddeľuje bunku od okolia a spája ju s okolím. © Sazonov V.F., 2016.

Z tejto definície membrány vyplýva, že neobmedzuje jednoducho bunku, ale aktívne pracujúci spájať ho so svojím prostredím.

Tuk, ktorý tvorí membrány, je špeciálny, takže jeho molekuly sa zvyčajne nazývajú nielen tuk, ale lipidy, fosfolipidy, sfingolipidy. Membránová fólia je dvojitá, t.j. pozostáva z dvoch fólií zlepených k sebe. Preto učebnice píšu, že základ bunkovej membrány tvoria dve lipidové vrstvy (alebo „ dvojvrstvový", t.j. dvojitá vrstva). Pre každú jednotlivú lipidovú vrstvu môže byť jedna strana zmáčaná vodou a druhá nie. Tieto filmy sa teda navzájom zlepia presne svojimi nezmáčavými stranami.

bakteriálna membrána

Obal prokaryotickej bunky gramnegatívnych baktérií pozostáva z niekoľkých vrstiev, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Vrstvy škrupiny gramnegatívnych baktérií:
1. Vnútorná trojvrstvová cytoplazmatická membrána, ktorá je v kontakte s cytoplazmou.
2. Bunková stena, ktorá pozostáva z mureínu.
3. Vonkajšia trojvrstvová cytoplazmatická membrána, ktorá má rovnaký systém lipidov s proteínovými komplexmi ako vnútorná membrána.
Komunikácia medzi bunkami gramnegatívnych baktérií a vonkajší svet prostredníctvom takejto komplexnej trojstupňovej štruktúry im nedáva výhodu v prežívaní v drsných podmienkach v porovnaní s grampozitívnymi baktériami, ktoré majú menej silný obal. Len to neberú dobre vysoké teploty, zvýšená kyslosť a poklesy tlaku.

Video prednáška:Plazmatická membrána. E.V. Cheval, Ph.D.

Video prednáška:Membrána ako bunková hranica. A. Ilyaskin

Význam membránových iónových kanálov

Je ľahké pochopiť, že cez membránový tukový film môžu do bunky vstúpiť iba látky rozpustné v tukoch. Sú to tuky, alkoholy, plyny. Napríklad v erytrocytoch kyslík a oxid uhličitý ľahko prechádzajú dovnútra a von priamo cez membránu. Ale voda a vo vode rozpustné látky (napríklad ióny) jednoducho nemôžu prejsť cez membránu do žiadnej bunky. To znamená, že potrebujú špeciálne otvory. Ale ak len urobíte dieru v tukovom filme, okamžite sa utiahne. Čo robiť? V prírode sa našlo riešenie: je potrebné vyrobiť špeciálne štruktúry na transport proteínov a pretiahnuť ich cez membránu. Takto sa získajú kanály na prechod látok nerozpustných v tukoch - iónové kanály bunkovej membrány.

Aby bunka dodala svojej membráne ďalšie vlastnosti priepustnosti pre polárne molekuly (ióny a vodu), syntetizuje v cytoplazme špeciálne proteíny, ktoré sa potom integrujú do membrány. Sú dvoch typov: transportné proteíny (napríklad transportné ATPázy) a proteíny tvoriace kanály (tvorcovia kanálov). Tieto proteíny sú uložené v dvojitej tukovej vrstve membrány a tvoria transportné štruktúry vo forme transportérov alebo vo forme iónových kanálov. Cez tieto transportné štruktúry môžu teraz prechádzať rôzne vo vode rozpustné látky, ktoré inak nemôžu prejsť cez film tukovej membrány.

Vo všeobecnosti sa proteíny uložené v membráne nazývajú aj tzv integrálne, práve preto, že sú akoby zahrnuté v zložení membrány a prenikajú do nej skrz naskrz. Iné bielkoviny, nie integrálne, tvoria akoby ostrovčeky, ktoré „plávajú“ na povrchu membrány: buď pozdĺž jej vonkajšieho povrchu, alebo pozdĺž jej vnútorného. Každý predsa vie, že tuk je dobré mazivo a ľahko sa po ňom kĺže!

závery

1. Vo všeobecnosti je membrána trojvrstvová:

1) vonkajšia vrstva z proteínových ostrovov

2) tukové dvojvrstvové „more“ (lipidová dvojvrstva), t.j. dvojitý lipidový film

3) vnútorná vrstva proteínových "ostrovov".

Existuje však aj voľná vonkajšia vrstva - glykokalyx, ktorá je tvorená glykoproteínmi, ktoré trčia z membrány. Sú to molekulárne receptory, na ktoré sa viažu signalizačné kontroly.

2. V membráne sú zabudované špeciálne proteínové štruktúry zabezpečujúce jej priepustnosť pre ióny alebo iné látky. Nesmieme zabúdať, že na niektorých miestach je more tuku preniknuté integrálnymi bielkovinami. A práve integrálne bielkoviny tvoria špeciálne dopravných stavieb bunkovej membráne (pozri časť 1_2 Mechanizmy membránového transportu). Prostredníctvom nich látky vstupujú do bunky a sú tiež odvádzané z bunky von.

3. Enzýmové proteíny sa môžu nachádzať na ktorejkoľvek strane membrány (vonkajšia a vnútorná), ako aj vo vnútri membrány, čo ovplyvňuje ako stav samotnej membrány, tak aj životnosť celej bunky.

Bunková membrána je teda aktívna variabilná štruktúra, ktorá aktívne pracuje v záujme celej bunky a spája ju s vonkajším svetom a nie je len „ochranným obalom“. Toto je najdôležitejšia vec, ktorú treba vedieť o bunkovej membráne.

V medicíne sa membránové proteíny často používajú ako „ciele“. lieky. Ako také ciele pôsobia receptory, iónové kanály, enzýmy, transportné systémy. IN V poslednej dobe okrem membrány ako cieľ pre liečivých látok sa stávajú aj génmi skrytými v bunkovom jadre.

Video:Úvod do biofyziky bunkovej membrány: Štruktúra membrány 1 (Vladimirov Yu.A.)

Video:História, štruktúra a funkcie bunkovej membrány: Štruktúra membrán 2 (Vladimirov Yu.A.)

delimitačný ( bariéra) - oddeliť bunkový obsah od vonkajšieho prostredia;

Regulovať výmenu medzi bunkou a prostredím;

Rozdeľte bunky do kompartmentov alebo kompartmentov určených pre určité špecializované metabolické dráhy ( oddeľovanie);

Je miestom niektorých chemických reakcií (svetelné reakcie fotosyntézy v chloroplastoch, oxidačná fosforylácia pri dýchaní v mitochondriách);

Zabezpečiť komunikáciu medzi bunkami v tkanivách mnohobunkových organizmov;

Doprava- vykonáva transmembránový transport.

Receptor- sú miestom lokalizácie receptorových miest, ktoré rozpoznávajú vonkajšie podnety.

Transport látok cez membránu je jednou z vedúcich funkcií membrány, ktorá zabezpečuje výmenu látok medzi bunkou a vonkajším prostredím. V závislosti od energetických nákladov na prenos látok existujú:

pasívny transport alebo uľahčená difúzia;

aktívny (selektívny) transport za účasti ATP a enzýmov.

preprava v membránovom obale. Existujú endocytóza (do bunky) a exocytóza (von z bunky) - mechanizmy, ktoré transportujú veľké častice a makromolekuly cez membránu. Počas endocytózy tvorí plazmatická membrána invagináciu, jej okraje sa spájajú a do cytoplazmy sa zasúva vezikula. Vezikula je od cytoplazmy ohraničená jednou membránou, ktorá je súčasťou vonkajšej cytoplazmatickej membrány. Rozlišujte medzi fagocytózou a pinocytózou. Fagocytóza je absorpcia veľkých častíc, skôr pevných. Napríklad fagocytóza lymfocytov, prvokov atď. Pinocytóza je proces zachytávania a absorpcie kvapiek kvapaliny s látkami rozpustenými v nej.

Exocytóza je proces odstraňovania rôznych látok z bunky. Počas exocytózy sa membrána vezikuly alebo vakuoly spája s vonkajšou cytoplazmatickou membránou. Obsah vezikuly sa odstráni z povrchu bunky a membrána sa začlení do vonkajšej cytoplazmatickej membrány.

V jadre pasívny transport nenabitých molekúl je rozdiel medzi koncentráciami vodíka a nábojov, t.j. elektrochemický gradient. Látky sa presunú z oblasti s vyšším gradientom do oblasti s nižším. Dopravná rýchlosť závisí od rozdielu stúpania.

Jednoduchá difúzia je transport látok priamo cez lipidovú dvojvrstvu. Charakteristické pre plyny, nepolárne alebo malé nenabité polárne molekuly, rozpustné v tukoch. Voda rýchlo preniká cez dvojvrstvu, pretože. jeho molekula je malá a elektricky neutrálna. Difúzia vody cez membrány sa nazýva osmóza.

Difúzia cez membránové kanály je transport nabitých molekúl a iónov (Na, K, Ca, Cl), ktoré prenikajú membránou v dôsledku prítomnosti špeciálnych proteínov tvoriacich kanály, ktoré tvoria vodné póry.

Uľahčená difúzia je transport látok pomocou špeciálnych transportných proteínov. Každý proteín je zodpovedný za presne definovanú molekulu alebo skupinu príbuzných molekúl, interaguje s ňou a pohybuje sa cez membránu. Napríklad cukry, aminokyseliny, nukleotidy a iné polárne molekuly.

aktívny transport uskutočňujú proteíny - nosiče (ATPáza) proti elektrochemickému gradientu, s výdajom energie. Jeho zdrojom sú molekuly ATP. Napríklad sodíkovo-draslíková pumpa.

Koncentrácia draslíka vo vnútri bunky je oveľa vyššia ako mimo nej a sodíka - naopak. Preto katióny draslíka a sodíka pasívne difundujú pozdĺž koncentračného gradientu cez vodné póry membrány. Je to spôsobené tým, že priepustnosť membrány pre ióny draslíka je vyššia ako pre ióny sodíka. V súlade s tým draslík difunduje z bunky rýchlejšie ako sodík do bunky. Pre normálne fungovanie bunky je však potrebný určitý pomer 3 draselných a 2 sodných iónov. Preto je v membráne sodíkovo-draslíková pumpa, ktorá aktívne odčerpáva sodík z bunky, a draslík do bunky. Táto pumpa je transmembránový membránový proteín schopný konformačných preskupení. Preto môže na seba naviazať aj draselné ióny sodíka (antiport). Proces je energeticky náročný:

Ióny sodíka a molekula ATP vstupujú do proteínu pumpy zvnútra membrány a ióny draslíka zvonku.

Sodné ióny sa spoja s molekulou proteínu a proteín získa aktivitu ATPázy, t.j. schopnosť spôsobiť hydrolýzu ATP, ktorá je sprevádzaná uvoľňovaním energie, ktorá poháňa pumpu.

Fosfát uvoľnený počas hydrolýzy ATP je naviazaný na proteín, t.j. fosforyluje proteín.

Fosforylácia spôsobuje konformačnú zmenu proteínu, nie je schopný zadržať ióny sodíka. Sú prepustení a idú mimo celu.

Nová konformácia proteínu podporuje pridávanie iónov draslíka.

Pridanie draselných iónov spôsobuje defosforyláciu proteínu. Opäť mení svoju postavu.

Zmena konformácie proteínov vedie k uvoľneniu iónov draslíka vo vnútri bunky.

Proteín je opäť pripravený pripojiť k sebe sodné ióny.

V jednom cykle prevádzky pumpa pumpuje 3 sodíkové ióny z bunky a pumpuje 2 draselné ióny.

Cytoplazma- povinná zložka bunky, uzavretá medzi povrchovým aparátom bunky a jadrom. Ide o komplexný heterogénny štruktúrny komplex, ktorý pozostáva z:

hyaloplazma

organely (stále zložky cytoplazmy)

inklúzie - dočasné zložky cytoplazmy.

cytoplazmatická matrica(hyaloplazma) je vnútorný obsah bunky – bezfarebný, hustý a priehľadný koloidný roztok. Zložky cytoplazmatickej matrice uskutočňujú procesy biosyntézy v bunke, obsahujú enzýmy potrebné na tvorbu energie, najmä vďaka anaeróbnej glykolýze.

Základné vlastnosti cytoplazmatickej matrice.

Určuje koloidné vlastnosti bunky. Spolu s intracelulárnymi membránami vakuolárneho systému ho možno považovať za vysoko heterogénny alebo viacfázový koloidný systém.

Poskytuje zmenu viskozity cytoplazmy, prechod z gélu (hustejšieho) na sól (viac tekutý), ku ktorému dochádza pod vplyvom vonkajších a vnútorných faktorov.

Zabezpečuje cyklózu, améboidný pohyb, delenie buniek a pohyb pigmentu v chromatofóroch.

Určuje polaritu umiestnenia intracelulárnych komponentov.

Zabezpečuje mechanické vlastnosti buniek - elasticitu, schopnosť zlučovania, tuhosť.

organely- trvalé bunkové štruktúry, ktoré zabezpečujú vykonávanie špecifických funkcií bunkou. V závislosti od vlastností štruktúry existujú:

membránové organely - majú membránovú štruktúru. Môžu byť jednomembránové (ER, Golgiho aparát, lyzozómy, vakuoly rastlinných buniek). Dvojitá membrána (mitochondrie, plastidy, jadro).

Nemembránové organely – nemajú membránovú štruktúru (chromozómy, ribozómy, bunkové centrum, cytoskelet).

Organely na všeobecné použitie - charakteristické pre všetky bunky: jadro, mitochondrie, bunkové centrum, Golgiho aparát, ribozómy, ER, lyzozómy. Ak sú organely charakteristické pre určité typy buniek, nazývajú sa špeciálne organely (napríklad myofibrily, ktoré sťahujú svalové vlákno).

Endoplazmatické retikulum- jediná súvislá štruktúra, ktorej membrána tvorí mnoho invaginácií a záhybov, ktoré vyzerajú ako tubuly, mikrovakuoly a veľké cisterny. EPS membrány sú na jednej strane spojené s bunkovou cytoplazmatickou membránou a na druhej strane s vonkajším plášťom jadrovej membrány.

Existujú dva typy EPS – drsný a hladký.

V drsnej alebo granulovanej ER sú cisterny a tubuly spojené s ribozómami. je vonkajšia strana membrány.V hladkom alebo agranulárnom EPS nie je spojenie s ribozómami. Toto je vnútro membrány.

biologické membrány- všeobecný názov funkčne aktívnych povrchových štruktúr, ktoré obmedzujú bunky (bunkové alebo plazmatické membrány) a vnútrobunkové organely (membrány mitochondrií, jadier, lyzozómov, endoplazmatického retikula a pod.). Obsahujú lipidy, bielkoviny, heterogénne molekuly (glykoproteíny, glykolipidy) a v závislosti od vykonávanej funkcie aj početné vedľajšie zložky: koenzýmy, nukleové kyseliny, antioxidanty, karotenoidy, anorganické ióny atď.

Koordinované fungovanie membránových systémov – receptorov, enzýmov, transportných mechanizmov – pomáha udržiavať homeostázu buniek a zároveň rýchlo reagovať na zmeny vonkajšieho prostredia.

TO hlavné funkcie biologických membrán možno pripísať:

oddelenie bunky od prostredia a vytvorenie intracelulárnych kompartmentov (kompartmentov);

kontrola a regulácia transportu obrovského množstva látok cez membrány;

účasť na poskytovaní medzibunkových interakcií, prenos signálov vo vnútri bunky;

premena energie potravín organickej hmoty do energie chemickej väzby molekúl ATP.

Molekulárna organizácia plazmatickej (bunkovej) membrány vo všetkých bunkách je približne rovnaká: pozostáva z dvoch vrstiev lipidových molekúl s mnohými špecifickými proteínmi. Niektoré membránové proteíny majú enzymatickú aktivitu, iné viažu živiny z prostredia a zabezpečujú ich transport do bunky cez membrány. Membránové proteíny sa vyznačujú povahou ich spojenia s membránovými štruktúrami. Niektoré bielkoviny, tzv externé alebo periférne , voľne viazané na povrch membrány, iné, tzv interné alebo integrálne , sú ponorené vo vnútri membrány. Periférne proteíny sa ľahko extrahujú, zatiaľ čo integrálne proteíny sa dajú izolovať iba pomocou detergentov alebo organických rozpúšťadiel. Na obr. 4 znázorňuje štruktúru plazmatickej membrány.

Vonkajšie, čiže plazmové membrány mnohých buniek, ako aj membrány vnútrobunkových organel, ako sú mitochondrie, chloroplasty, boli izolované vo voľnej forme a študovalo sa ich molekulárne zloženie. Všetky membrány obsahujú polárne lipidy v množstve od 20 do 80 % svojej hmoty, v závislosti od typu membrán, zvyšok tvoria najmä bielkoviny. Takže v plazmatických membránach živočíšnych buniek je množstvo proteínov a lipidov spravidla približne rovnaké; vnútorná mitochondriálna membrána obsahuje asi 80 % bielkovín a len 20 % lipidov, zatiaľ čo myelínové membrány mozgových buniek, naopak, obsahujú asi 80 % lipidov a iba 20 % bielkovín.

Ryža. 4. Štruktúra plazmatickej membrány

Lipidová časť membrán je zmesou rôznych druhov polárnych lipidov. Polárne lipidy, medzi ktoré patria fosfoglycerolipidy, sfingolipidy, glykolipidy, sa neukladajú v tukových bunkách, ale sú začlenené do bunkových membrán, a to v presne definovaných pomeroch.

Všetky polárne lipidy v membránach sa počas metabolizmu neustále obnovujú, za normálnych podmienok vzniká v bunke dynamický stacionárny stav, v ktorom sa rýchlosť syntézy lipidov rovná rýchlosti ich rozpadu.

Membrány živočíšnych buniek obsahujú najmä fosfoglycerolipidy a v menšej miere sfingolipidy; triacylglyceroly sa nachádzajú len v stopových množstvách. Niektoré membrány živočíšnych buniek, najmä vonkajšia plazmatická membrána, obsahujú značné množstvo cholesterolu a jeho esterov (obr. 5).

Obr.5. Membránové lipidy

V súčasnosti je všeobecne akceptovaným modelom štruktúry membrán model tekutej mozaiky navrhnutý v roku 1972 S. Singerom a J. Nicholsonom.

Proteíny sa podľa nej dajú prirovnať k ľadovcom plávajúcim v lipidovom mori. Ako bolo uvedené vyššie, existujú 2 typy membránových proteínov: integrálne a periférne. Integrálne proteíny prenikajú cez membránu, sú amfipatické molekuly. Periférne proteíny neprenikajú membránou a sú s ňou menej spojené. Hlavnou súvislou časťou membrány, teda jej matricou, je polárna lipidová dvojvrstva. Pri normálnej teplote buniek je matrica v tekutom stave, čo je zabezpečené určitým pomerom medzi nasýtenými a nenasýtenými mastnými kyselinami v hydrofóbnych chvostoch polárnych lipidov.

Model tekutej mozaiky tiež naznačuje, že na povrchu integrálnych proteínov umiestnených v membráne sú R-skupiny aminokyselinových zvyškov (hlavne hydrofóbne skupiny, vďaka ktorým sa proteíny akoby „rozpúšťajú“ v centrálnej hydrofóbnej časti dvojvrstvy). Zároveň sa na povrchu periférnych alebo externých proteínov nachádzajú najmä hydrofilné R-skupiny, ktoré sú priťahované k hydrofilným nabitým polárnym hlavám lipidov v dôsledku elektrostatických síl. Integrálne proteíny, medzi ktoré patria aj enzýmy a transportné proteíny, sú aktívne len vtedy, ak sa nachádzajú vo vnútri hydrofóbnej časti dvojvrstvy, kde nadobúdajú priestorovú konfiguráciu potrebnú na prejavenie aktivity (obr. 6). Je potrebné ešte raz zdôrazniť, že medzi molekulami v dvojvrstve ani medzi proteínmi a lipidmi dvojvrstvy nevznikajú žiadne kovalentné väzby.

Obr.6. Membránové proteíny

Membránové proteíny sa môžu voľne pohybovať v laterálnej rovine. Periférne proteíny doslova plávajú na povrchu dvojvrstvového „more“, zatiaľ čo integrálne proteíny, ako ľadovce, sú takmer úplne ponorené v uhľovodíkovej vrstve.

Väčšina membrán je asymetrická, to znamená, že majú nerovnaké strany. Táto asymetria sa prejavuje nasledovne:

Po prvé, skutočnosť, že vnútorná a vonkajšia strana plazmatických membrán bakteriálnych a živočíšnych buniek sa líši v zložení polárnych lipidov. Napríklad vnútorná lipidová vrstva membrán ľudských erytrocytov obsahuje hlavne fosfatidyletanolamín a fosfatidylserín, zatiaľ čo vonkajšia lipidová vrstva obsahuje fosfatidylcholín a sfingomyelín.

· po druhé, niektoré transportné systémy v membránach pôsobia iba v jednom smere. Napríklad v membránach erytrocytov existuje transportný systém („pumpa“), ktorý pumpuje ióny Na + z bunky do životné prostredie, a K + ióny - vo vnútri bunky v dôsledku energie uvoľnenej počas hydrolýzy ATP.

Po tretie, vonkajší povrch plazmatických membrán obsahuje veľmi veľké číslo oligosacharidové skupiny, čo sú hlavy glykolipidov a oligosacharidové bočné reťazce glykoproteínov, pričom na vnútornom povrchu plazmatickej membrány sa prakticky nenachádzajú žiadne oligosacharidové skupiny.

Asymetria biologických membrán je zachovaná vďaka tomu, že prenos jednotlivých molekúl fosfolipidov z jednej strany lipidovej dvojvrstvy na druhú je z energetických dôvodov veľmi náročný. Polárna lipidová molekula sa môže voľne pohybovať na svojej strane dvojvrstvy, ale je obmedzená vo svojej schopnosti preskočiť na druhú stranu.

Mobilita lipidov závisí od relatívneho obsahu a typu prítomných nenasýtených mastných kyselín. Uhľovodíkový charakter reťazcov mastných kyselín dáva membránovým vlastnostiam tekutosť, pohyblivosť. V prítomnosti cis-nenasýtených mastných kyselín sú kohézne sily medzi reťazcami slabšie ako v prípade samotných nasýtených mastných kyselín a lipidy si zachovávajú vysokú pohyblivosť aj pri nízkych teplotách.

Na vonkajšej strane membrán sú špecifické rozpoznávacie miesta, ktorých funkciou je rozpoznávanie určitých molekulárnych signálov. Napríklad práve cez membránu niektoré baktérie vnímajú mierne zmeny koncentrácie živina, čo stimuluje ich pohyb k zdroju potravy; tento jav sa nazýva chemotaxia.

Membrány rôznych buniek a vnútrobunkových organel majú vďaka svojej štruktúre určitú špecifickosť, chemické zloženie a funkcie. V eukaryotických organizmoch sa rozlišujú tieto hlavné skupiny membrán:

plazmatická membrána (vonkajšia bunková membrána, plazmaléma),

jadrovej membrány

Endoplazmatické retikulum

membrány Golgiho aparátu, mitochondrie, chloroplasty, myelínové pošvy,

excitabilné membrány.

V prokaryotických organizmoch sa okrem plazmatickej membrány nachádzajú intracytoplazmatické membránové útvary, u heterotrofných prokaryotov sú to tzv. mezozómy. Tie sa tvoria invagináciou do vonkajšej bunkovej membrány a v niektorých prípadoch s ňou zostávajú v kontakte.

membrána erytrocytov pozostáva z bielkovín (50 %), lipidov (40 %) a sacharidov (10 %). Hlavná časť uhľohydrátov (93%) je spojená s bielkovinami, zvyšok - s lipidmi. V membráne sú lipidy usporiadané asymetricky na rozdiel od symetrického usporiadania v micelách. Napríklad cefalín sa nachádza prevažne vo vnútornej vrstve lipidov. Táto asymetria je zrejme zachovaná vďaka priečnemu pohybu fosfolipidov v membráne, ktorý sa uskutočňuje pomocou membránových proteínov a vďaka energii metabolizmu. Vo vnútornej vrstve membrány erytrocytov sú hlavne sfingomyelín, fosfatidyletanolamín, fosfatidylserín, vo vonkajšej vrstve - fosfatidylcholín. Membrána erytrocytov obsahuje integrálny glykoproteín glykoforín, pozostávajúci zo 131 aminokyselinových zvyškov a prenikajúcich cez membránu, a takzvaný pás 3 proteín pozostávajúci z 900 aminokyselinových zvyškov. Sacharidové zložky glykoforínu vykonávajú funkciu receptora pre vírusy chrípky, fytohemaglutiníny a množstvo hormónov. Ďalší integrálny proteín obsahujúci málo sacharidov a prenikajúci cez membránu bol tiež nájdený v membráne erytrocytov. Volá sa tunelový proteín(zložka a), pretože sa predpokladá, že tvorí kanál pre anióny. Periférny proteín spojený s vnútornou stranou membrány erytrocytov je spektrín.

Myelínové membrány , obklopujúce axóny neurónov, sú viacvrstvové, obsahujú veľké množstvo lipidy (asi 80 %, polovicu z nich tvoria fosfolipidy). Proteíny týchto membrán sú dôležité pre fixáciu membránových solí ležiacich nad sebou.

chloroplastové membrány. Chloroplasty sú pokryté dvojvrstvovou membránou. Vonkajšia membrána má určitú podobnosť s mitochondriou. Okrem tejto povrchovej membrány majú chloroplasty vnútorný membránový systém - lamely. Lamely tvoria alebo sploštené vezikuly - tylakoidy, ktoré sa nachádzajú nad sebou, zhromažďujú sa v obaloch (grana) alebo tvoria membránový systém strómy (stromálne lamely). Lamela gran a stróma na vonkajšej strane tylakoidnej membrány sú koncentrované hydrofilné skupiny, galakto- a sulfolipidy. Fytolická časť molekuly chlorofylu je ponorená do globule a je v kontakte s hydrofóbnymi skupinami proteínov a lipidov. Porfyrínové jadrá chlorofylu sú lokalizované hlavne medzi priľahlými membránami tylakoidov gran.

Vnútorná (cytoplazmatická) membrána baktériíštruktúrou podobná vnútorným membránam chloroplastov a mitochondrií. Obsahuje enzýmy dýchacieho reťazca, aktívny transport; enzýmy podieľajúce sa na tvorbe membránových komponentov. Prevažujúcou zložkou bakteriálnych membrán sú proteíny: pomer proteín/lipid (hmotnostný) je 3:1. Vonkajšia membrána gramnegatívnych baktérií v porovnaní s cytoplazmatickou obsahuje menšie množstvo rôznych fosfolipidov a proteínov. Obe membrány sa líšia zložením lipidov. Vonkajšia membrána obsahuje proteíny, ktoré tvoria póry na prenikanie mnohých látok s nízkou molekulovou hmotnosťou. Charakteristickou zložkou vonkajšej membrány je aj špecifický lipopolysacharid. Množstvo vonkajších membránových proteínov slúži ako receptory pre fágy.

Vírusová membrána. Medzi vírusmi sú membránové štruktúry charakteristické pre tie, ktoré obsahujú nukleokapsid, ktorý pozostáva z proteínu a nukleovej kyseliny. Toto „jadro“ vírusov je obklopené membránou (obálkou). Pozostáva tiež z dvojvrstvy lipidov s glykoproteínmi, ktoré sú v nej obsiahnuté, umiestnené hlavne na povrchu membrány. V rade vírusov (mikrovírusov) vstupuje 70-80% všetkých proteínov do membrán, zvyšné proteíny sú obsiahnuté v nukleokapside.

Bunkové membrány sú teda veľmi zložité štruktúry; ich molekulárne komplexy tvoria usporiadanú dvojrozmernú mozaiku, ktorá dodáva povrchu membrány biologickú špecifickosť.

9.5.1. Jednou z hlavných funkcií membrán je účasť na transporte látok. Tento proces zabezpečujú tri hlavné mechanizmy: jednoduchá difúzia, uľahčená difúzia a aktívny transport (obrázok 9.10). Pamätajte kľúčové vlastnosti týchto mechanizmov a príklady prepravovaných látok v každom prípade.

Obrázok 9.10. Mechanizmy transportu molekúl cez membránu

jednoduchá difúzia- prenos látok cez membránu bez účasti špeciálnych mechanizmov. Transport prebieha pozdĺž koncentračného gradientu bez spotreby energie. Malé biomolekuly - H2O, CO2, O2, močovina, hydrofóbne nízkomolekulárne látky sú transportované jednoduchou difúziou. Rýchlosť jednoduchej difúzie je úmerná koncentračnému gradientu.

Uľahčená difúzia- prenos látok cez membránu pomocou proteínových kanálov alebo špeciálnych nosných proteínov. Vykonáva sa pozdĺž koncentračného gradientu bez spotreby energie. Transportujú sa monosacharidy, aminokyseliny, nukleotidy, glycerol, niektoré ióny. Charakteristická je saturačná kinetika - pri určitej (saturačnej) koncentrácii prenášanej látky sa prenosu zúčastňujú všetky molekuly nosiča a transportná rýchlosť dosahuje hraničnú hodnotu.

aktívny transport- tiež vyžaduje účasť špeciálnych nosných proteínov, ale prenos prebieha proti koncentračnému gradientu, a preto vyžaduje energiu. Pomocou tohto mechanizmu sú cez bunkovú membránu transportované ióny Na+, K+, Ca2+, Mg2+ a cez mitochondriálnu membránu protóny. Aktívny transport látok je charakterizovaný kinetikou nasýtenia.

9.5.2. Príkladom transportného systému, ktorý vykonáva aktívny transport iónov, je Na+,K+-adenozíntrifosfatáza (Na+,K+-ATPáza alebo Na+,K+-pumpa). Tento proteín sa nachádza v hrúbke plazmatickej membrány a je schopný katalyzovať reakciu hydrolýzy ATP. Energia uvoľnená pri hydrolýze 1 molekuly ATP sa využíva na prenos 3 iónov Na + z bunky do extracelulárneho priestoru a 2 iónov K + v opačnom smere (obrázok 9.11). V dôsledku pôsobenia Na +, K + -ATPázy vzniká koncentračný rozdiel medzi cytosólom bunky a extracelulárnou tekutinou. Pretože transport iónov je neekvivalentný, vzniká rozdiel v elektrických potenciáloch. Vzniká tak elektrochemický potenciál, ktorý je súčtom energie rozdielu elektrických potenciálov Δφ a energie rozdielu koncentrácií látok ΔС na oboch stranách membrány.

Obrázok 9.11. Schéma Na+, K+ -čerpadla.

9.5.3. Prenos častíc a makromolekulárnych zlúčenín cez membrány

Spolu s transportom organických látok a iónov uskutočňovaným nosičmi existuje v bunke veľmi špeciálny mechanizmus určený na absorbovanie a odstraňovanie makromolekulárnych zlúčenín z bunky zmenou tvaru biomembrány. Takýto mechanizmus je tzv vezikulárny transport.

Obrázok 9.12. Typy vezikulárneho transportu: 1 - endocytóza; 2 - exocytóza.

Pri prenose makromolekúl dochádza k postupnej tvorbe a fúzii vezikúl (vezikúl) obklopených membránou. Podľa smeru transportu a povahy prenášaných látok sa rozlišujú tieto typy vezikulárneho transportu:

Endocytóza(Obrázok 9.12, 1) - prenos látok do bunky. V závislosti od veľkosti výsledných vezikúl existujú:

A) pinocytóza - absorpcia tekutých a rozpustených makromolekúl (bielkoviny, polysacharidy, nukleových kyselín) použitím malých bublín (priemer 150 nm);

b) fagocytóza — absorpcia veľkých častíc, ako sú mikroorganizmy alebo zvyšky buniek. V tomto prípade sa vytvárajú veľké vezikuly, nazývané fagozómy s priemerom väčším ako 250 nm.

Pinocytóza je charakteristická pre väčšinu eukaryotických buniek, zatiaľ čo veľké častice sú absorbované špecializovanými bunkami - leukocytmi a makrofágmi. V prvom štádiu endocytózy sa na povrchu membrány adsorbujú látky alebo častice, tento proces prebieha bez spotreby energie. V ďalšom štádiu sa membrána s adsorbovanou látkou prehĺbi do cytoplazmy; výsledné miestne invaginácie plazmatickej membrány sú vyrezané z povrchu bunky, čím sa vytvárajú vezikuly, ktoré potom migrujú do bunky. Tento proces je spojený systémom mikrofilamentov a je energeticky závislý. Vezikuly a fagozómy, ktoré vstupujú do bunky, sa môžu zlúčiť s lyzozómami. Enzýmy obsiahnuté v lyzozómoch rozkladajú látky obsiahnuté vo vezikulách a fagozómoch na produkty s nízkou molekulovou hmotnosťou (aminokyseliny, monosacharidy, nukleotidy), ktoré sú transportované do cytosólu, kde ich môže bunka využiť.

Exocytóza(Obrázok 9.12, 2) - prenos častíc a veľkých zlúčenín z bunky. Tento proces, podobne ako endocytóza, prebieha absorpciou energie. Hlavné typy exocytózy sú:

A) sekrétu - odstránenie vo vode rozpustných zlúčenín z bunky, ktoré sa používajú alebo ovplyvňujú iné bunky tela. Môžu ho vykonávať nešpecializované bunky aj bunky Endokrinné žľazy, hlienovitá gastrointestinálny trakt, prispôsobené na vylučovanie látok, ktoré produkujú (hormóny, neurotransmitery, proenzýmy) v závislosti od špecifických potrieb organizmu.

Vylučované proteíny sa syntetizujú na ribozómoch spojených s membránami hrubého endoplazmatického retikula. Tieto proteíny sú následne transportované do Golgiho aparátu, kde sú modifikované, koncentrované, triedené a následne zabalené do vezikúl, ktoré sú štiepené do cytosolu a následne fúzované s plazmatickou membránou tak, že obsah vezikúl je mimo bunky.

Na rozdiel od makromolekúl sú malé vylučované častice, ako sú protóny, transportované von z bunky pomocou uľahčenej difúzie a aktívnych transportných mechanizmov.

b) vylučovanie - odstránenie z bunky látok, ktoré sa nedajú použiť (napríklad odstránenie retikulárnej látky z retikulocytov pri erytropoéze, čo je agregovaný zvyšok organel). Mechanizmus vylučovania zjavne spočíva v tom, že vylučované častice sú najskôr v cytoplazmatickom vezikule, ktorý sa potom spája s plazmatickou membránou.