Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
Cơ thể sống được hình thành đầu tiên cùng với việc tạo ra một “lớp hàng
rào sinh học” bao bọc, tách biệt bản thân nó với môi trường xung quanh. “Lớp
hàng rào sinh học” này được định nghĩa là “màng tế bào” hay màng sinh chất
(plasma membrane) tạo cho tế bào có khả năng tổ chức và điều hòa các hoạt
động sống bên trong của nó. Bản chất cấu trúc của màng sinh chất ít nhất bao
gồm 2 lớp phân tử lipid phân cực kết hợp với các phân tử protein. Nhờ cấu trúc
này, màng sinh chất có rất nhiều đặc điểm kỳ diệu là thực hiện các trình tự phản
ứng biến đổi hóa sinh của tế bào, là trung tâm của các quá trình bảo tồn năng
lượng và thông tin giữa các tế bào trong cơ thể, giữa cơ thể với môi trường. Do
bản chất cấu trúc hóa học của màng sinh chất rất đặc biệt nên đặc tính của màng
là mềm dẻo, linh động, có thể tự khép kín và tự phá vỡ để dung hợp (fusion) giữa
chúng với nhau, dễ dàng thực hiện khả năng xuất bào (exocytosis) và nhập bào
(endocytosis), là cơ chế của quá trình bài tiết các phân tử lớn được tổng hợp
trong tế bào cũng như cơ chế của sự thực bào (phagocytosis) trong đáp ứng miễn
dịch hoặc thực hiện khả năng phân chia của tế bào (mitosis) trong sinh trưởng và
phát triển của cơ thể sống.
Màng sinh chất không phải là một hàng rào thụ động trong trao đổi chất
giữa tế bào với môi trường mà nó có tính chọn lọc. Trong tế bào màng sinh chất
giúp cho việc tổ chức và điều hòa quá trình sinh học ở các xoang riêng biệt như
màng nhân, màng ty thể, màng lạp thể vv… Có thể khẳng định màng tế bào có
cấu trúc rất tinh vi, phù hợp với chức năng của nó. Chính vì vậy việc nghiên cứu
về cấu trúc và chức năng của màng sinh chất ở mức độ hiển vi và phân tử từ lâu
đã được các nhà tế bào học quan tâm.
Mặt khác, chu kỳ tế bào, các hình thức phân chia tế bào nhân thực
(eucaryote), các nhân tố ảnh hưởng tới sự phân bào bình thường và không bình
thường, ý nghĩa sinh học và khả năng ứng dụng sự phân chia tế bào trong công
nghệ sinh học cũng là một vấn đề hết sức quan trọng đang được các nhà khoa
học quan tâm.
Xuất phát từ những lý do trên, em tiến hành nghiên cứu tiểu luận về màng
loại. Nhìn chung thành tế bào vi khuẩn Gram dương dày hơn so với của vi
khuẩn Gram âm. Thành phần hoá học cơ bản của thành tế bào vi khuẩn là hai
loại cao phân tử là axit teicoic (không có ở Gram âm) và glucopeptit, ngoài ra
còn có một số amino acid và polysaccarid [1] [2] [7].
Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
2
Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
Màng tế bào của vi khuẩn Gram dương và Gram âm
Ở một số vi khuẩn phía ngoài thành tế bào còn được bao bọc bởi lớp vỏ
nhày dày khoảng 0,2 µm có khi dày tới 10 – 20 µm, một số khác không có lớp
vỏ nhày nhưng lại được bao bọc bởi lớp dịch nhày không có giới hạn và cầu trúc
nhất định. Nước chiếm tới 98% thành phần hoá học của lớp vỏ nhày và lớp dịch
nhày còn lại là các hợp chất hidratcacbon phức tạp gồm các polysaccarit,
homopolysaccarit hoặc heteropolysaccarit [1] [6].
Màng bảo vệ có chức năng quan trọng trong việc giữ hình dạng ổn định của
tế bào, duy trì áp suất thẩm thấu, tham gia vào phân bào, chống chịu các điều
kiện bất lợi, chống lại hiện tượng thực bào… [1] [6]
1.2. Màng sinh chất (plasma membrane)
1.2.1. Thành phần hoá học của màng
Màng sinh chất được cấu tạo từ ba thành phần gồm lipit, protein và
carbohydrat. Do lipit và protein chiếm tỷ lệ lớn trong màng nên người ta còn gọi
màng sinh chất là màng lipoprotein.
Lipit của màng gồm hai loại [4] [7] [9]:
+ Photphotlipit chiếm khoảng 55% thành phần lipit của màng tế bào. Có
nhiều loại photpholipit, bốn loại chiếm tỷ lệ nhiều nhất là: phosphatidylcholin,
sphingomyelin, phosphatidyl ethanolamin, phosphatidylserin.
Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
3
Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
+ Cholesterol là một loại steroid trung tính, chiếm tỷ lệ 25 – 30% lipit
kép lipit với đầu kỵ nước quay ra ngoài quay ra phía ngoài hoặc vào trong tế bào
và đầu kỵ nước quay vào giữa, nơi tiếp giáp của hai lớp phân tử lipit. Tính chất
kỵ nước này làm cho các phân tử lipit luôn có xu hướng kết dính lại với nhau để
đầu kỵ nước khỏi tiêp xúc với nước, nhờ có tính chất này mà màng có khả năng
tự động khép kín và tái hợp nhanh.
Các loại photpholipit xếp xen kẽ nhau, từng phân tử có thể tự quay quanh
trục của mình và đổi chỗ cho các phân tử trong cùng lớp, sự đổi chỗ giữa các
phân tử của hai lớp rất hiếm xảy ra.
Sự vận động đổi chỗ thường xuyên của các phân tử photpholipit đã tạo nên
tính lỏng linh động của màng.
Trong khung lipit của màng tế bào Eukaryota còn có các phân tử
cholesterol sắp xếp xen kẽ giữa các phân tử photpholipit tạo thêm tính ổn định
của khung, tỷ lệ photpholipit/cholesterol càng cao thì tính linh động của màng
càng giảm [2] [3] [7].
Sự sắp xếp của các phân tử protein màng:
Lớp kép lipit là phần cơ bản của màng sinh chất, tạo thành giá đỡ cho các
phân tử protein xuyên màng, các phân tử loại này có phần kỵ nước nằm xuyên
suốt màng, dấu trong lớp kép lipit còn hai đầu ưa nước của phân tử thì thò về hai
Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
5
Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
phía bề mặt của màng, nhiều loại protein có đầu thò vào phía bào tương mang
nhóm cacboxyl (COO
-
) tích điện âm khiến chúng đẩy nhau nhờ đó mà các
protein xuyên màng phân bố đồng đều trong màng sinh chất. Có loại protein chỉ
xuyên qua màng một lần, có loại xuyên qua nhiều lần, có khi tới 6 – 7 lần.
Protein xuyên màng có khả năng chuyển động quay và di động kiểu tịnh tiến
trong khung lipit, do đó nó cũng ghóp phần tạo nên tính linh hoạt của màng.
Các phân tử protein ngoại vi gặp ở mặt ngoài hoặc mặt trong tế bào, chúng
vận chuyển thụ động, vận chuyển chủ động, thực bào và ẩm bào.
+ Bao bọc tế bào, tạo cho tế bào một ranh giới riêng.
+ Trao đổi thông tin qua màng: màng tế bào phát đi và thu nhận thông tin
chuyển vào môi trường nội bào để điều chỉnh các hoạt động sống giữa các tế
bào. Quá trình này liên quan đến các thụ thể (receptor) có trên bề mặt tế bào.
+ Xử lý thông tin: nhận diện tế bào quen, lạ, kẻ thù để có phản ứng đúng;
kích thích hoặc ức chế tiếp xúc giữa các tế bào, giữa tế bào với cơ chất.
+ Làm giá thể cho các enzyme xúc tác các phản ứng sinh hoá trên màng,
tham gia vào sự phân bào của vi khuẩn nhờ cấu trúc mesoxom.
+ Cố định các chất độc, dược liệu, virus, tạo ra sự đề kháng của tế bào bằng
các cấu trúc trên màng.
+ Màng tế bào còn là nơi dính bám của các cấu trúc trong tế bào.
2. Sự phân hoá đa dạng của màng sinh chất
Sự phân hoá đa dạng của màng sinh chất nhằm thích nghi với các chức
năng khác nhau như tăng cường mối liên hệ giữa các tế bào cạnh nhau, tăng
cường hấp thụ, chế tiết, dẫn truyền…
2.1. Tăng cường mối liên kết giữa các tế bào cạnh nhau [2] [3] [4] [5]
Ở cơ thể đa bào, hai tế bào cạnh nhau liên kết với nhau qua khoảng gian
bào nhờ các nối kết gian bào. Ở vùng nối kết gian bào có sự thay đổi về cấu tạo
và hình dạng của màng, có sự tham gia của các protein liên kết và sự tạo thành
phức hệ vi sợi trong tế bào chất.
Có ba loại nối kết gian bào:
a. Các cầu nối gian bào:
Đó là các nối kết giữa hai tế bào cạnh nhau, ở đó hai màng sinh chất tiếp
cận nhau đến nỗi không thể phân biệ được hai màng. Các cầu nối được hình
thành là do sự liên kết của protein – connexin tồn tại trong màng của hai tế bào.
Nhờ các cầu nối gian bào mà hai tế bào cạnh nhau có thể trao đổi chất với
nhau một cách trực tiếp, nhanh chóng.
b. Các nối kết vững chắc hay các thể liên kết (thể nối - thể dây chằng)
Các cấu trúc này được hình thành do sự thay đổi hình dạng của màng sinh
trong khối tế bào chất tạo thành các ô ngăn cách nhau, trong các ô có chứa nhiều
ty thể. Cấu trúc mâm khía làm tăng diện tích bề mặt của màng, đáp ứng sự vận
chuyển tích cực của các chất. Cấu trúc này gặp ở tế bào biểu mô ống thận, tế bào
tuyến ngoại tiết, tuyến muối…
2.3. Sự phân hoá của màng sinh chất tạo nên các cấu trúc chuyên biệt khác [1
] [4] [6]
Màng sinh chất của một số vi khuẩn và nguyên sinh động vật còn phân hoá
để tạo nên các cầu trúc đặc biệt khác như roi, nhung mao, mesosome…
Ở tế bào vi khuẩn, màng sinh chất gấp nếp tạo thành một cấu trúc đặc biệt
là mesosome. Mesosome có đường kính khoảng 2500 Angstron, gồm nhiều lớp
Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn
8