Поверхностный аппарат клетки

Поверхностный аппарат клетки, или цитотека, представляет собой единое структурно-функциональное образова­ние и состоит из цитоплазматической мембраны (плазмалеммы), надмембранного комплекса - гликокаликса и субмембранного комплекса. В соответствии с выполняе­мыми функциями поверхностный аппа­рат клетки называют также рецепторно-барьерно-транспортной системой.

Основу поверхностного аппарата клетки составляет плазматическая мем­брана, или плазмалемма. Она имеет тол­щину около 10 нм. В состав плазмалем- мы входят в равном весовом отношении белки и липиды, а также молекулы гликолипидов и гликопротеинов. Строение плазмалеммы описывается жидкостно­мозаичной моделью. Согласно этой модели (Синджер, Никольсон, 1972 г), плазмалемма характеризует­ся следующими наиболее важными структурно-функциональными особен­ностями:

1. Плазмалемма состоит из липид­ного (фосфолипидного) бислоя, в ко­торый погружены и с которым связаны молекулы белков.

2. Белки плазмалеммы по своему расположению относительно липид­ного бислоя подразделяются на три группы: периферические белки обычно находятся вне билипидного слоя и не­прочно связаны с поверхностью мем­браны (ионная связь); интегральные белки полностью погружены в билипидный слой; полулинтегральные белки погружены в били­пидный слой частично (гидрофильно-гидрофобные взаимодействия).

3. Молекулы липидов плазмалеммы способны вращаться вокруг своей оси, диффундировать в боковом направле­нии и переходить из одного монослоя в другой (флип-флоп). На этом основаны важные свойства плазмалеммы — ее текучесть и способность к самосборке.

4. Плазмалемма асимметрична. В наружном слое билипидного слоя плазмалеммы преобладают фосфатидилхолин и сфингомиелин, во внутрен­нем — фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин. Гликолипиды и гликопротеиды располагаются толь­ко в наружном слое плазмалеммы.

5. Плазматическая мембрана обла­дает избирательной проницаемостью. Она непроницаема для крупных моле­кул, а также для ионов и заряженных частиц. Через нее беспрепятственно диффундируют малые незаряженные молекулы: О₂, СО₂ N₂ и др. Плазмалемма проницаема также для малых гидро­фобных молекул, например стероидов.

6. Плазмалемма обладает способно­стью к поддержанию мембранного по­тенциала (потенциала покоя). Изнутри она заряжена отрицательно, а снаружи положительно.

Надмембранный комплекс (гликокаликс ) представляет собой внешний по отношению к плаз­матической мембране слой, содержа­щий олигосахаридные и полисахарид­ные цепочки мембранных гликопроте­инов и гликолипидов, а также перифе­рические белки, связанные с наружной поверхностью плазмалеммы. Толщина гликокаликса составляет от 3 до 4 нм. Слой гликокаликса имеет желеподобную консистенцию, что значительно снижает в указанном слое скорость диффузии различных веществ. Благо­даря этому в нем, например, могут «за­стревать» ферменты и другие белки, выделенные клеткой.

В состав субмембранного комплекса входит примыкающая к плазмалемме гиалоплазма, содержащая элементы цитоскелета (микротрубочки, микро­филаменты, промежуточные филамен­ты). Комплекс также включает перифе­рические белки, примыкающие к плаз­малемме со стороны цитоплазмы.

Поверхностный аппарат выполняет разнообразные функции: обеспечива­ет транспорт веществ из окружающей среды в клетку и обратно, регулирует обмен веществ между клеткой и окру­жающей средой; осуществляет ре­цепцию (узнавание) разнообразных сигналов химической и физической природы, например гормонов; поддер­живает форму клетки и защищает ее от повреждающих воздействий; участвует в формировании различных межкле­точных контактов.