The Cytoplasmic Membrane

cell membrane

or

plasma membrane1

كحاجز بينها وبني البيئة حييط باخللية غشاء حي يعمل و، حبيث تسمح خواصحلماية مكونات اخللية هبااحمليطة

حسب بوالرتكيبية بالتعامل مع ادلواد واجلزيئات احمليطة احتياج اخللية، مبا يسمح مبرور جزيئات معينة، بينما

ويسرى ىذا . بالنسبة للبعض اآلخر النفاذيةيكون عدمي التحكم أيضا يف االجتاه ادلضاد أي من اخللية إىل البيئة

.اخلارجية2

Cytoplasmic membraneالغشاء الستوبالزم . 1

ل20يلييالجدايياجخلجد ليييطلييليييولالزد يييكيالضئيلي يي الليييديعلايياج ل ليئيييال يي ل -

ييي لجدييييئ لجدايييزولدل ليييياليكخ ياليييالل ز يييز لييي ل% 15نيييزنييكخلييحيييعللييييجدال

. جدفي فيديالياجتليجدالخيكي ليهيلغشزءلخ لااج ل

جدغشزءلجد يكيالضئاليظهخلفالجدكليييخجتلجدي خي ي ياليالج د كخينييالديال ل -

جدي خيالزتل ناللديسلغشيزءلال ييوز ليد نيالليلكييطل لينلءنلنيزءجتل اييا لاج ليالفيال

جد يييكيالضئيليهييالنلج نلنييزءجتل ييضي ل ليينلئيزاكهييزلدل ييو لجد ييزيلدلغشييزءلفككخ ييئل

ليهييزلءنئيييزتلجدكيينفسليكلييعللييعلجديكي ينيياخيزلفييالجد زدنييزتلج خ يياللييي ل ل

لكلكيطل لنليكي يناخيزل زلي كقيال لدهيالنللProcaryotesجدال كخيزلحعلالز ال

ج نلنزءجتلايخلفالجنكقيزعلجد خيي ييزتل نيالجنق يزيلجد لييالي نيالك يي لجداياخل

. جد خييال

ييظهيييخلجدغشيييزءلفيييالكليييييخجتلجدي خي ييي يشلج د كخينيييالفيييالشييي علحضحيييال -

والقكيييي لخ يقكيييي لييي لجداليييخيكي لالينهيييزلوالقيييالشيييفزفالييي ل اليييزخ ل ييي لجدوالقيييزتل

. جدفي فيديالياجتل

وينتشر على سطح الغشاء البالزمي عدد كبري من اليت تقوم بالتعرف على ادلستقبالت التخصصية

مثل اذلرمونات والتأثريات العصبية : ادلركبات احليوية.وتوصيل مفعوذلا إىل داخل اخللية

4

Phospholipidتركب الغشاء الخلوي ف البكترا من طبقتن من الدهون المفسفرة

bilayer ( كما هو الحال ف االغشة الخلوة للكائنات حققة النواة)

تتركب الدهون المفسفرة من شقن

و هذه الروؤس Glycerol-phosphateروؤس من فوسفات الجلسرول -1

(الجزء المحب للماء)تكون الى الخارج و الى الداخل

ذول من سالسل طولة من االحماض الدهنة تقع بن طبقت فوسفات -2

الجزء الكاره للماء)الجلسرول

لظلجييزلجدالخيكينزتلجديايا لفالجدغشزءلجدالضئاليلهالجزلالخيكينزتلكغلغلال

Integral proteins جيلالخيكينزتل وليالللPeripheral proteins

لنلجدخغيل لكشزالاللجدكخ يشلجد زيلدلغشزءلجدالضئالالي لجدال كيخيزليلجد زدنزتللقيقالجدنيج ل

حعلجد يدي كخيعل Sterolsج لج لجدغشزءلجد ليطلجدال كيخطلي ليل لجداهي لجد زديال

Cholesterol يلكياالالا ل نهزلHopanoid

6

جدكخ يشلجد ييزدالداهي لجدغشزءلجدالضئال

Hopanoid - جداهي لل

جديايا لفالجغشيالجدال كيخيزجداهي للللجد يدي كخيعلل

جديايا لفالجغشياللقيقيال

جدنيج ل

وتكون جزيئات البروتين على شكل وحدات متفرقة ومستقلة وليست على شكل طبقة مستمرة ومتصلة، أي أن ىذا النموذج يصور البروتينات كجزيئات مطمورة أو

سابحة في السائل الدىني، بحيث تسمح خاصيتا الحركة والتركيب الحبيبي لهذه الجزيئات بالقيام بالتفاعالت

.الالزمة إلتمام نقل جزيئات معينة خالل الغشاء البالزمي

8

بروتينات الغشاء الخلوي

بروتينات الغشاء الخلوي تنقسم لنوعين:

Integral Proteinبروتينات داخلية ( 1)

Peripheral( تركيبية أو طرفية)بروتينات خارجية ( 2)

Proteins

9

: Integral Proteinبروتينات داخلية ( 1)

.من مجموع بروتينات الغشاء الخلوي% 70تمثل - ترتبط بقوة بطبقة الدىون المزدوجة ، عن طريق أحماض امينية -

.ىيدروفوبية و غير قطبيةإما توجد مطمورة داخل الغشاء الخلوي أو كجزئيات كبيرة تخترق كال طبقتي -

الدىون المزدوجة وتبرز إلى الخارج وإلى الداخل أي من كال سطحي الغشاء Transmembrane Protein.

بروتينات الغشاء الخلوي

10

: Integral Protein( داخلية)بروتينات تكاملية ( 1)

.iبعضها يعمل كقنوات لمرور المواد الذائبة في الماء..ii بعضها يعمل كبروتينات حاملة أي تنقل الجزئيات الكبيرة التي ال يمكنها أن

تعبر خالل القنوات البروتينية واإلنتقال إلى الداخل، عن طريق البروتينات ( مضخات) Pumpsالـالناقلة، أو عن طريق

بروتينات الغشاء الخلوي

11

أنواع بروتينات الغشاء الخلويبروتينات داخلية ( 1)

12

بروتنات

غشائة داخلة

طبقة

الفوسفولبد

المزدوجة

بروتنات تخترق كل من

سطح الغشاء الخلوي

بروتينات الغشاء الخلوي

Peripheral( تركيبيــــة أو طرفيــــة)بروتينــــات خارجيــــة -2 Proteins

ترتبط خفيفا بسطح الغشاء عن طريق أحماضها األمينية القطبية -.و الهيدروفيلية

.المفسفرةال تخترق طبقتي الدىون -.في الغالب ىي بالكامل متصلة بالسطح الداخلي للغشاء-.توجد عادة مرتبطة بالبروتينات الداخلية وتعمل عادة كإنزيمات-

13

أنواع بروتينات الغشاء الخلويبروتينات خارجية ( 2)

14

بروتنات

بروتنات غشائة داخلة

غشائة

بروتنات

غشائة خارجة

بروتينات الغشاء الخلويـــــءدي مع ـــــ و ـــــائ الغشـــــاء بروتينـــــات الغشـــــاء الخلـــــوي ت

: البالزمي .النقل -1إلتصـــاق الخاليـــا ”و ـــاىرة , “تعـــرل الخاليـــا علـــى الخاليـــا“ ـــاىرة -2

“ بالخاليا.مستقبالت الهرمونات -3.الطرد واإلبتالع -4(.كما في توصيل النبضات العصبية)التوصيل -5 Intercellular Joiningالربط بين الخاليا -6

15

النقـــــ

16

نقل مباشرال يحتاج لطاقة( 1يكون من التركيز األعلى إلى التركيز األقل( 2

نقل بسيط

ال يحتاج لبروتينات ناقلة تنقل المواد عبر

الغشاء

نقل ميسر

يحتاج لبروتينات ناقلة

بروتينات حاملةقنوات بروتينية

دائما مفتوحة

تنفتحو تنغلق

نقل نشطيحتاج لبروتين ناقل( 1 يحتاج لطاقة( 2

17

.i النقل البسيطSimple Diffusion : بواسطتو تتحركالجزئيات من التركيز العالي إلى التركيز األقل أي مع

Concentration gradient.و الجزيئــات الهيــدروكربوناتمثــل ( الغيــر قطبيــة) الهيدروفوبيــةالجزيئــات •

CO2 O2 تســـتطيع أن تـــذوب فـــي طبقـــة الـــدىون المزدوجـــة للغشـــاء.بسهولة دون مساعدة بروتينات الغشاء تعبرهالخلوي ث

تمنع العبـور ( الجزء الداخلي من الغشاء) الهيدروفوبيولكن ىذه المنطقة •عبـر الغشـاء ( ىيدروفيليـةالتي ىـي )المباشر لأليونات والجزيئات القطبية

الخلوي

18

Simple Diffusion A few substances can diffuse directly through the lipid bilayer part of the membrane. The only substances that can do this are lipid-soluble molecules such as steroids, or very small molecules, such as H2O, O2 and CO2. For these molecules the membrane is no barrier at all. Since lipid diffusion is (obviously) a passive diffusion process, no energy is involved and substances can only move down their concentration gradient. Lipid diffusion cannot be controlled by the cell, in the sense of being switched on or off.

19

اإلنتشار البسطمواد قللة فقط تستطع أن تعبر مباشرة من خالل طبقة الدهون المزدوجة •

هذه المواد ه جزئات تذوب ف الدهون مثل . المكونة للغشاء الخلوي

و H2O:أو الجزئات الصغرة جدا مثل, السترودات و الهدروكربونات

CO2 و.O2

وظيفة الغشاء الخلوي ( اإلنتقــائي)النقــل الميســرFacilitated diffusion :

مـن التركيـز العـالي البروتينـات الناقلـة تنتقل الجزئيـات بمسـاعدة . إلى التركيز األقل أيضا

التـي يعـاق أو )العديد من الجزيئـات القطبيـة واأليونـات يءدي إلى عبورو ذلك عن طريـق ( يمنع عبورىا من خالل طبقة الدىون المفسفرة المزدوجة

.البروتينات الناقلة

20

دائمة اإلنفتاح قناة بروتينية

21

النقل المسر

Gated channel protein closed

position

Channel protein

(always open)

22

الستوبالزم

خارج الخلة أنواع القنوات

البروتنة

Facilitated Diffusion النقل المسرThis is similar to simple diffusion in the sense that it is diffusion (across a

membrane) from a high concentration to a lower concentration. However,

this time the rate of diffusion is greatly accelerated by the action membrane

proteins that act as carrier molecules and aid in diffusion.

These "carrier proteins" are known as "Permeases".

بروتن حامل تغر باستمرار من

شكل إلى آخر إلدخال أو إخراج

المواد عبر الغشاء

بروتن عمل كقناة دائمة اإلنفتاح

لتسهل النقل اإلنتقائ

High

Low

23

Solute moleculeالجش ائطءل

Transport proteinالخيكي لجدنقعل

Transport protein providing a channel for the

diffusion of a specific solute across a membrane

الجشل ي ل الخلجدغشزءلالخيكي لجدنقعييفخل نز لجنكشزخلد

25

النقل النشط

26

بعض المواد الذائبة لها تركز أعلى ف داخل الخلة مقارنة بخارجها

الخلة جب أن الىعند الحاجة دخولها و

الوسط األعلى الىتمر عبر الغشاء الخلوي من الوسط األقل تركز

تركزا

و ف هذه الحالة حتاج “ النقل النشط” و هذا النوع من النقل سمى

النقل الى طاقة باالضافة الى البروتن الناقل

جدنقعلجدنشولي لجدال كيخيزل لجدكنزفسلالنازحلعلجد زدنزتلج خىل لنلجديجال

جدغالجديالجدلايا لفالاليدكهزلجدوالي يال،ليك لجدال كيخيزلجدخيالدلكنزفسلعل

ضيزلجدا يلليجدي خيالزتلدوالي يال لاللنفسلصاخلجدغاليزتل

تبزل انخاليب طبقت أثنبء عهيت اننقم اننشظ نهزاة عكس اتجبه يذسج انتشكيض

ATPيحتبج رنك نبزل انطبقت عهى هيئت انـ –

تغيش اآلنيت شكم بشوتينبث انغشبء ين خالل عهيت انفسفشه –

ATPببستخذاو انـ

TransportProteinالخيكي لنقع

Soluteالجش

Solute binding1جخكالزولجدالجشل

Phosphorylation2جدف فخ

Transport3جدنقع

Proteinchanges shapeيغيخلجدالخيكي لش لال

Protein reversion4خايعلجدالخيكي

PhosphateDetachesجنفصزعلجدفي فزت

Active transport of a solute across a membraneعهيت اننقم اننشظ نهزاة عبش غشبء

29

Transport proteins involved in active transport include

1. antiporters,

2. symporters,

3. the proteins of the ATP-binding cassette (ABC) system,

4. the proteins involved in group translocation.

30

Antiporter Symporter

نقعلزا ليجلا لفالجكازنلينقعلزا لجدحزنيالل

فالج كازنلجد ز سل الخلجدغشزءللفالي تل

.يجلا

نقعلج يينزتليجدالي يئليج لز لج ينيال

+( نزل)جيينزتلجدصيايييل. يالكاخجلكخ يئهي

،لنكقعل الخلج غشيال+( H)يجدالخيكينزتل

antiporterجدال كيخيال ل ضعل ل

جدنقعلفالي تليجلالجحني ل ل

جديجال الخلجدغشزءلفالج كازنل

.نف ال

.

نقل اجلزيئات الكبرية عرب الغشاء اخللوي

31

تستخذو انخهيت آنيتين ننقم انجضيئبث انكبيشة عبش األغشيت

.1Endocytosisنتىسيذ يىاد نبفعت يل: جدالل ا

نعيشت انخهيت إنى داخم انخهيت

2 .Exocytosisنتصذيش انجضيئبث انضخت : جدوخا

كبنبشوتينبث أو يتعذد انسكشيبث إنى خبسج انخهيت

في كهتب انحبنتين يتى تعبئت انىاد انشاد نقههب في حىيصالث نتنذيج ببنغشبء انبالصيي

32

exocytosis

: أهمة الغشاء الستوبالزم

غشييزءلنفيياللءاللي يي لالييخيخلجدييزءليجديييجالجدالجالييالفييياللاليياخازتل كلفييال طلديياللنفزاليييال •

ي الدكلي لاليخيخلجدييجالجدكزدفيالءدينل يزخجللDifferential permeabilityج كيزخيال

جد ليالدالدكلفإ لجدغشزءلجد يكيالضئالي كالخل دي ل ل عل ليزتلج نكشيزخلجدغشيزدالي ل

. كنظيلكلكلجد لياللPermeasesييلكيطل لنلاي الءنئييالك ال. جد لياليءديهزل

يلكيطل لنلجد حيخل لجإلنئيزتلجدهزالجدكالكاهئهزلجد ليال زليلكييطل لينلج نئييزتل •

جدكنف يالجد ديدال لجنكقزعلج د كخينزتلفال ليالج ا ليج كيئجعليءنئييزتلجدف يفخ ل

.

ك ي لج ي يالجدلزلالدلصالغزتلجدييديالحعللجد ليالجكاجاجتلجدغشزءلجد يكيالضئالاج ع •

. جد ليخفيعلجدال كيخطليجد زخيكينزتلفالجدال كخيزلجدحلالدلييءل

ينزالتلجدفضايضتليكيكيلفييالل حييخللDNAيياالالزدغشزءلخج ئلكيز ولجدل لجدنييطل •

. لجد ليزتلجدك ليقيالجدليييالحعلك ليقلجدااجخلجد ليطليك يي لجد ال يدال

Functions of the cytoplasmic membrane other than

selective permeability

1. energy production. The electron transport system for

bacteria with aerobic and anaerobic respiration, as well as

photosynthesis for bacteria converting light energy into chemical

energy is located in the cytoplasmic membrane.

2. motility. The motor that drives rotation of bacterial flagella is

located in the cytoplasmic membrane.

3. waste removal. Waste byproducts of metabolism within the

bacterium must exit through the cytoplasmic membrane.

4. formation of endospores

35

يقعلنظزيلنقعلجإلد كخي لدلال كيخيزلعلجدكنفسلجدهيجداليجدضهيجدا،لفيضل. ءنكزجلجدوز ا -1

لجدكحيعلجدييدالدلال كيخيزلكلييعلجدوز الجدييديالءدنلوز ال ييزديالفالجدغشزءل

جد ليطل

.ييقعلجدلخكلجدالطليافعلكنزيشل يزولجدال كيخيالفالغشزءلهييدا. جدلخ يا. 2

دلشكقزتلج ي لاج علال كيخيزلجد خيجل ل ضعلجدغشزءل. جدك لصل لجدنفزيزت. 3

.جد ليطل

كش يعلج اليجغ. 4

وظائف للغشاء اخللوي غري انتقائي النفاذية

36

37