1. Cấu trúc của màng
Màng sinh chất là một màng rất mỏng, cĩ độ dày tử 7,5 – 10 nm, bao quanh tế bào chất như hàng rào ổn định. Màng sinh chất cũng như các màng nội quan khác cĩ cấu tạo gồm: lipit, prơtêin và cacbohydrat, Trong đĩ lipit và prơtêin là chủ yếu chiếm 90% khối lượng chất khơ, nên cịn gọi là màng lipoprơtêin.
Ngọc Hải
Lipit cĩ trong màng chủ yếu là photpholipit, ngồi ra cịn cĩ colesterol. Prơtêin cĩ trong màng gồm nhiều loại với nhiều chức năng khác nhau.
Các phân tử photpholipit sắp xếp thành một lớp kép theo kiểu đầu ưa nước quay ra ngồi và vào trong, cịn đuơi kỵ nước thì quay lại với nhau, tạo nên cái khung liên tục quanh màng. Các phân tử prơtêin sắp xếp thành hai lớp trong và ngồi kẹp lấy khung lipit.
Màng cĩ tính khảm - động: vừa cĩ tính ổn định cao, đồng thời cĩ tính linh hoạt cao để đáp ứng được chức năng đa dạng của màng.
a. Lipit của màng
Lipit cĩ trong màng chủ yếu là photpholipit và colesterol. Chúng tạo nên cái khung ổn định của màng, đồng thời chúng tham gia tạo nên tính mền dẻo của màng.
Các phân tử photpholipit cĩ thể tự qay, dịch chuyển ngang, dịch chuyển trên dưới (dịch chuyển Flip-flop)
Khi các phân tử photpholipit cĩ đuơi hydrocacbon (kỵ nước) ở trạng thái no (cĩ nối đơn tring liên kết) màng cĩ tính bền vững, cịn khi cĩ đuơi hydrocacbon cĩ nơi đơi thì màng cĩ tính lỏng lẻo
Trong khung lipit, các phân tử colesterol sắp xếp xen kẻ vào giữa các phân tử photpholipit tạo nên tính ổn định của khung. Khi tỷ lệ photpholipit/colesterol cao, màng mền dẻo, cịn khi tủ lệ này nhỏ thì màng cĩ tonh1 bền chắc. Vì vậy khi thành mạch máu cĩ tích tụ nhiều colesterol sẽ cứng chắc, gây nên xơ vữa mạch.
Nhờ tính chất linh hoạt của khung lipit cho nên màng cĩ thể thay đổi tính thấm khi nhiệt độ mơi trường thay đổi để đáp ứng với các hoạt động thích nghi của tế bào (chịu lạnh về mùa đơng thì màng trở nên cứng chắc hơn; vào mủa hè, nhiệt độ nĩng, nàng trở nên lỏng và mền dẻo hơn.)
b. Ptơtêin của màng
Prơtêin cĩ trong màng rất đa dạng, chúng phân bố “khảm” vào khung lipit. Ví dụ, người ta phát hiện trên màng của hồng cầu cĩ đến 50 loại protên khác nhau. Màng sinh chất của các tế bào khác nhau sẽ cĩ các loại prơtêin khác nhau để thực hiện các chức năng đa dạng. Người ta phân biệt prơtêin xuyên màng và prơtêin rìa màng.
Ngọc Hải
+ Prơtêin xuyên màng là những prơtêin nằm xuyên qua khung lipit. Phần kỵ nước của prơtêin (gồm các axit amin kỵ nước tạo nên xoắn α) nằm trong khung lipit, cịn đầu ưa nước thì thị ra phía ngồi khung (phía mơi trường hay phía tế bào chất)
+ Prơtêin rìa màng là những prơtêin chỉ bám vào mặt ngồi hay mặt trong của màng.
Các phân tử prơtên màng tham gia tạo nên tính chất “động” của màng. Prơtêin trong màng cĩ nhiều chức năng:
+ Vận chuyển các chất qua màng: Tạo nên các kênh vận chuyển (channel protein). Prơtêin đĩng vai trị chất mang (transporter). Prơtêin tạo nên các bơm ion cĩ vai trị vận chuyển chủ động các ion qua màng.
+ Chứ năng enzim: Nhiều prơtêin màng cĩ hoạt tính enzim, chúng xúc tác các phản ứng xảy ra trong màng hay trong các tế bào chất.
+ Chức năng thu nhận và truyền đạt thơng tin: Các prơtêin thụ quan (receptor) cĩ trong màng cĩ hình thù đặc trưng, cĩ khả năng liên kết với các chất thơng tin hĩa học (hoocmon) để kích thích hoặc ức chế các quá trình trong tế bào, đáp ứng được thay đổi của mơi trường.
+ Chức năng nhận biết tế bào: Nhiều prơtêin màng (thường là glicoprơtêin) đĩng vai trị “chất đánh dấu” (maker) để các tế bào cùng loại hay khác loại nhận biết nhau.
+ Chức năng kết nối: Nhiều prơtêin màng đĩng vai trị kết nối các tế bào trong mơ thành một khối ổn định.
+ Chức năng neo màng: Nhiều prơtêin liên kết với các prơtêin sợi hay các vi sợi trong tế bào chất, do đĩ tạo nên sự ổn định và bền chắc của màng.
c. Cacbohydrat của màng:
Các phân tử cacbohydrat thường xuyên kết với photpholipit (glicolipit) hay prơtêin (glicoprơtêin) phân bố ở mặt ngồi màng tạo nên tính bất đối xứng của màng, tham gia tạo nên khối chất nền ngồi bào (extracellular matrix) giữa các tế bào trong mơ của cơ thể đa bào. Chất nền ngoại bào khơng chỉ cĩ chức năng truyền đạt thơng tin giữa các tế bào.
Ngọc Hải
a. Sự vận chuyển các chất qua màng
Màng sinh chất là màng cĩ tính thấm chọn lọc, màng cĩ khả năng điều chỉnh sự vận chuyển các chất đi vào hay đi ra tế bào tùy theo nhu cầu sống của tế bào.
* Vận chuyển thụ động
Là sự vận chuyển khơng tiêu tốn năng lượng ATP và tuân theo Gradien nồng độ. Vận chuyển các chất thụ động qua màng tùy thuộc vào bản chất lý hĩa của bản thân các chất đĩ và cịn tùy thuộc vào cấu trúc của màng gồm cĩ 2 dạng thụ động:
+ Các chất được vận chuyển trực tiếp qua màng khơng cần sự giúp dỡ của các prơtêin màng. Các chất càng bé thì dễ dàng vận chuyển qua màng. Các chất phân cực và các chất tích điện khĩ đi qua màng. Các chất hịa tan trong lipit dễ dàng vận chuyển qua màng.
+ Các chất tích điện (các ion), các chất phân cực được vận chuyển qua màng nhờ sự giúp đỡ của các protêin màng. sự vận chuyển kiểu này được gọi là sự vận chuyển dễ dàng. Ví dụ, các ion vận chuyển qua các kênh.
Các chất hịa tan, nước vận chuyển qua màng nhờ hiện tượng khuếch tán và thẩm thấu. Các chất hịa tan trong nước sẽ được vận chuyển qua màng theo Gradien nồng độ (từ nơi cĩ nồng độ cao sang nơi cĩ nồng độ thấp) được gọi là sự khuếch tán (diffusion). Nước di chuyển qua màng theo Gradien áp suất (thừ nơi cĩ thế nước cao sang nơi cĩ thế nước thấp) được gọi là sự thẩm thấu (osmosis).
Tùy theo áp suất thẩm thấu của dung dịch, người ta chia làm 3 loại mơi trường khác nhau:
+ Dung dịch đẳng trương là dung dịch cĩ áp suất thẩm thấu bằng áp suất thẩm thấu của tế bào sống trong đĩ.
+ Dung dịch ưu trương là dung dịch cĩ áp suất thẩm thấu lớn hơn áp suất thẩm thấu của tế bào sống trong đĩ.
+ Dung dịch nhược trương: là dung dịch cĩ áp suất thẩm thấu bé hơn áp suất thẩm thấu của tế bào sống trong đĩ.
Dung dịch đẳng trương cĩ lượng nước đi ra vào đi vào tế bào như nhau, nên tế bào khơng thay đổi. trong dung dịch nhược trương, nước sẽ đi vào trong tế bào, làm thể
Ngọc Hải
tích tế bào tăng cao, trương phồng lên, ở tế bào động vật khơng cĩ vách xenlolozơ nên tế bào dễ bị vỡ ra
* Vận chuyển chủ động
Sự vận chuyển các chất qua màng thơng qua các premeaza (kênh hay chất mang) của màng ngược chiều Gradien nồng độ và tiêu tốn nhiều năng lượng ATP nhằm đáp ứng nhu cầu của tế bào.
* Sự nhập – xuất bào.
Màng tế bào cĩ khả năng biến dạng để đưa các chất cĩ kích thước lớn qua màng (chất rắn, chất lỏng)
- Sự nhập bào: gồm cĩ thực bào (chất rắn) và ẩm bào (chất lỏng). - Sự xuât bào: Là hiện tượng tế bào bài xuất.
b. Sự trao đổi thơng tin qua màng
Màng sinh chất thu nhận các trhơng tin khác nhau nhờ các protêin đặc trưng đĩng vai trị như các thụ quan màng. Vì vậy tế bào cĩ khả năng đáp ứng kịp thời đối với c1c tác nhân của mơi trường... Sự truyền tính hiệu qua màng cĩ vai trị quan trọng đối với các hoạt động cơ và thần kinh của động vật.
c. Sự phân hĩa của màng sinh chất
Trong cơ thể đa bào, nhiều loại tế bào cĩ màng sinh chất phân hĩa về cấu trúc và biến dạng thành các phức hệ cấu tạo thích nghi với các chức năng khác nhau như tăng cường mối liên kết giữa các tế bào ở cạch nhau, tăng cường hấp thụ, chế tiết, dẫn truyền,..