Բջջաթաղանթ

Բջջաթաղանթ (ցիտոլեմա, պլազմոլեմա, պլազմային թաղանթ), բջջի ներքին բաղադրությունը բաժանում է արտաքին միջավայրից^[1]՝ պահպանելով նրա ամբողջականությունը, կարգավորելով նյութափոխանակությունը բջջի և արտաքին միջավայրի միջև, ներքին թաղանթը բջիջը բաժանում է մասնագիտացված օրգանոիդների, որտեղ պահպանվում են միջավայրի համապատասխան պայմանները։

Ընդհանուր տեղեկություն

Բջջապատը, որը լավ արտահայտված է բուսական բջիջներում, ծածկում է բջջաթաղանթը։ Բջջաթաղանթն իրենից ներկայացնում է լիպիդների երկու շերտ, որոնց մեծ մասը հանդիսանում են ֆոսֆոլիպիդներ։ Լիպիդների մոլեկուլն ունի հիդրոֆիլ (գլխիկ) և հիդրոֆոբ (պոչիկ) բաղադրամասեր։ Թաղանթի ձևավորման ժամանակ մոլեկուլի հիդրոֆոբ մասը ուղղվում է դեպի բջջի ներսը, իսկ հիդրոֆիլ մասը՝ դեպի դուրսը։ Մեմբրանը տարբեր օրգանիզմների բջիջների մոտ նման կազմություն ունի։ Բացառություն են կազմում արխեաները, որոնց մեմբրանը կազմված է գլիցերինից և տերպենոիդ սպիրտներից։ Մեմբրանի հաստությունը կազմում է 7-8 նմ։ Մեմբրանի կազմության մեջ մտնում են նաև տարբեր սպիտակուցներ՝ ինտեգրալ, կիսաինտեգրալ, և ոչ ինտեգրալ։ Դրանք համապատասխանաբար նշանակում են ներսից պատող, թե ներսից, թե դրսից պատող և դրսից պատող։ Մի քանի սպիտակուցներ հաղորդակցության միջոց են հանդիսանում արտաքին միջավայրի և բջջի ցիտոպլազմայի հետ։ Ինտեգրալ սպիտակուցներից մի քանիսը իրականացնում են իոնային պոմպի, նյութերի տեղափուխման և ընկալչական ֆունկցիա։

Պլազմային թաղանթի հիմնական հատկություններ

• Շրջափակման - իրականացնում է ռեգուլյար, ընտրողական, պասիվ և ակտիվ նյութափոխանակությունը միջավայրի հետ։ Օրինակ պերօքսիդային մեմբրանը պաշտպանում է ցիտոպլազման բջիջների համար վտանգավոր պերօքսիդներից։ Ընտրողական թափանցելիությունը նշանակում է, որ տարբեր ատոմների և մոլեկուլների թափանցելիությունը մեմբրանով կախված է այդ մոլեկուլների չափսերից, էլեկտրական լիցքից և քիմիական բաղադրությունից։ Ընտրողական թափանցելիությունը բաժանում է բջիջը և իր մեջ գտնվող օրգանոիդները արտաքին միջավայրից և իրականացնում է պիտանի նյութերի մատակարարում։
• Փոխադրական - մեմբրանով տեղի է ունենում նյութերի տեղափոխությունը դեպի բջիջ և հակառակը։ Մեմբրանով նյութերի տեղափոխությունը ապահովում է սննդանյութերի մատակարարում, նյութափոխանակության վերջնական արգասիքների հեռացում, տարբեր նյութերի սեկրեցիա (պահեստավորում), իոնային գրադիենտների ստեղծում, պահպանում է բջջի pH-ը և իոնային կոնցենտրացիաների հավասարակշռությունը, որոնք անհրաժեշտ են բջջում ֆերմենտների կենսագործուեության համար։

Մասնիկները, որոնք այս կամ այն պատճառով չեն կարողանում անցնել ֆոսֆոլիպիդային երկթաղանթով, կարող են մեմբրանով անցնել հատուկ տրանսպորտային (փոխադրական) սպիտակուցներով, սպիտակուցային անցուղիներով կամ էնդոցիտոզի ճանապարհով։ Պասիվ փոխադրման ժամանակ նյութերը անցնում են պլազմատիկ թաղանթով դիֆուզիայի ճանապարհով, առանց էներգիայի ծախսի։ Այդ մոլեկուլը կարող է ունենալ անցուղի, որը հատուկ է միայն նրան։ Ակտիվ փոխադրումը պահանջում է էներգիայի մեծ ծախս, քանի որ այն տեղի է ունենում կոնցենտրացիաների գրադենտի հակառակ ուղղությամբ։ Մեմբրանում գտնվում են հատուկ սպիտակուցային պոմպեր, որոնց թվում է ԱԵՖ-ազան, որոնք ներզատում են բջիջ կալիումի իոնները և արտազատում են արտաքին միջավայր նատրիումի իոնները։

• Մատրիցային - իրականացնում է մեմբրանի սպիտակուցների օրենտացիան (դիրքորոշում) և ապահովում են նրանց բնականոն աշխատանքը։
• Մեխանիկական - իրականացնում է բջիջների ինքնավարությունը (ներբջջային կառուցվածքի), ինչպես նաև կապը այլ բջիջների հետ հյուսվածքներում։ Մեխանիկական ֆունկցիայում բուսական բջիջներում մեծ դեր ունի բջջապատը, իսկ կենդանականում՝ միջբջջային նյութը։
• Էներգետիկ - քլոլոպլաստներում ֆոտոսինթեզի ժամանակ և միտոքոնդրիումներում շնչառության ժամանակ իրականացնում է էներգիայի տեղափոխություն, որին նաև սպիտակուցներն են մասնակցում։

Ռեցեպտորային (ընկալչական) - մեմբրանում գտնվող մի քանի սպիտակուցներ համարվում են ռեցեպտորներ։

Օրինակ հորմոնները, շրջանառվելով արյան մեջ, ազդում են միայն այն բջիջներին, որոնք ունեն այդ հորմոնին համապատասխան ռեցեպտորներ։ Նեյրոմեդիատորները նույնպես կապվում են միմյանց հետ հատուկ սպիտակուցային ռեցեպտորներով։

• Ֆերմենտատիվ - մեմբրանի սպիտակուցները համարվում են նաև ֆերմենտներ։ Օրինակ աղիների պատերի էպիթելային հյուսվածքի բջիջների թաղանթներում գտնվում են մարսողական ֆերմենտներ։
• Բիոպոտենցիալների պահպանում։

Մեմբրանի միջոցով բջջում պահպանվում է նյութերի հաստատուն կոնցենտրացիա. կալիում իոնների կոնցենտրացիան բջջում ավելի բարձր է, քան շրջապատում, իսկ նատրիումինը ավելի քիչ է բջջում, որը շատ կարևոր է, քանի որ պահպանվում է պոտենցիալների տարբերություն և հաղորդվում է նյարդային իմպուլս։

Կառուցվածք և կազմություն

Մեմբրանը կազմված է երեք տեսակի լիպիդներից՝ ֆոսֆոլիպիդներ, գլիկոլիպիդներ, խոլեստերոլ։ Ֆոսֆոլիպիդները և գլիկոլիպիդները այն լիպիդներն են, որոնք իրենց կազմության մեջ ածխաջուր են պարունակում։ Դրանք կազմված են երկու երկար հիդրոֆոբ ածխաջրածնային պոչուկներից, որոնք կապված են լիցքավորված հիդրոֆիլ գլխիկի հետ։ Խոլեստերոլը տալիս է մեմբրանին կոշտություն՝ զբաղեցնելով պոչուկների միջև եղած տարածությունը։ Այդ պատճառով մեմբրանը, որը պարունակում է խոլեստերոլի քիչ քանակություն, ավելի ճկուն է, իսկ շատ պարունակության դեպքում բջիջը դառնում է ավելի կոշտ և փխրուն։ Այն նաև խոչընդոտ է հանդիսանում բևեռացված տեղափոխությանը բջջից դուրս և դեպի բջիջ։ Մեմբրանի գլխավոր բաղադրիչը սպիտակուցներն են, որոնք կատարում են վերը նշված մի քանի ֆունկցիաներ։ Բջջաթաղանթը հաճախ ասիմետրիկ է, այսինքն շերտերը միմյանցից տարբերվում են լիպիդային կազմությամբ, որի պատճառով մոլեկուլների տեղափոխություն մի շերտից մյուսը դժվարանում է։

Մեմբրանային օրգաններ

Դրանք ցիտոպլազմայի մեկուսացված կամ հաճախ միմյանց հետ կապված հատվածներ են, որոնք բաժանված են հիալոպլազմայից (բջջի ներքին բաղադրությունից) մեմբրանով։ Միաշերտ (մեկ թաղանթ ունեցող) օրգանոիդներին են պատկանում էնդոպլազմային ցանցը, Գոլջիի ապարատը, լիզոսոմները, վակուոլները, պերոքսիսոմները։ Երկշերտ թաղանթ ունեն կորիզը, միտոքոնդրիումները, պլաստիդները։ Տարբեր օրգանոիդների մեմբրանային բաղադրությունը տարբեր է մեմբրանային սպիտակուցների և լիպիդների կազմությամբ։

Ընտրողական թափանցելիություն

Բջջաթաղանթն օժտված է ընտրողական թափանցելիությամբ, դրանով են գլյուկոզը, ամինաթթուները, ճարպաթթուները, գլիցերոլը և իոնները ներթափանցում բջիջ, մեմբրանն ինքն է կարգավորում այդ պրոցեսը. մի քանի նյութերի թույլատրում է ներթափանցել, իսկ մի քանիսին՝ ոչ։ Գոյություն ունեն նյութերի ներթափանցման և արտազատման չորս մեխանիզմներ՝ դիֆուզիա, օսմոս, ակտիվ փոխադրում և էնդոցիտոզ։ Առաջին երկու պրոցեսները կատարում են պասիվ նյութափոխանակությունը, այսինքն այդ գործընթացներն իրականացնելու համար լրացուցիչ էներգիա չի պահանջվում, իսկ վերջին երկու պրոցեսները կոչվում են ակտիվ, քանի որ դրանք էներգիայի լրացուցիչ ծախս են պահանջում։ Մեմբրանի ընտրողական թափանցելիությունը պասիվ փոխադրման ժամանակ իրականանում է հատուկ փոխադրով պոմպերով՝ ինտեգրալ սպիտակուցներով։ K, Na, Cl տարրերն ունեն սեփական պոմպերը։ Այդ տարրերի կոնցենտրացիան անընդհատ փոխվում է՝ կապված միջավայրի ազդեցությունների հետ։ Օրինակ՝ նատրիումական պոմպի գրգռման ժամանակ պոպմը բացվում է և բջջում ներ են թափանցում նատրիումի իոնները։ Տեղի է ունենում մեմբրանի պոտենցիալի դիսբալանս(հավասարակշռության խախտում)։ Դրանից հետո պոտենցիալների տարբերությունը վերականգնվում է։ Կալիումական պոմպը միշտ բաց է, դրանով անընդհատ տեղի է ունենում կալիում իոնի դանդաղ ներթափանցում դեպի բջջի ներս։

Աղբյուրներ