24077

Витамины и Антиметаболиты

Шпаргалка

Биология и генетика

Согласно современным предтавлениям все клеточные и внутриклеточные мембраны устроены сходным образом: основу мембраны составляет двойной молекулярный слой липидов липидный бислой на котором и в толще которого находятся белки см. В состав липидов мембран входят в основном фосфолипиды сфингомиелины и холестерин. Например в мембранах эритроцитов человека их содержание составляет соответственно 36 30 и 22 по весу; еще 12 приходится на гликолипиды Примером амфифильной молекулы может служить молекула фосфатидилэтаноламина структура...

Русский

2013-08-09

54.26 KB

2 чел.

Билет  96.

Согласно современным предтавлениям, все клеточные и внутриклеточные мембраны устроены сходным образом: основу мембраны составляет двойной молекулярный слой липидов (липидный бислой) на котором и в толще которого находятся белки ( см. рис. 1). Липидные бислои образуются амфифильными молекулами фосфолипидов и сфингомиелина в водной фазе. Амфифильными эти молекулы называют потому, что они состоят из двух частей, различных по своей растворимости в воде: полярной "головки", обладающей высоким сродством к воде, т. е. гидрофильной, и "хвоста", образуемого неполярными углеводородными цепями жирных кислот; эта часть молекулы обладает низким сродством к воде, т. е. гидрофобна.

   В состав липидов мембран входят в основном фосфолипиды, сфингомиелины и холестерин. Например, в мембранах эритроцитов человека их содержание, составляет, соответственно 36, 30 и 22 % по весу; еще 12% приходится на гликолипиды

 Примером амфифильной молекулы может служить молекула фосфатидилэтаноламина, структура которой показана на рис. 2. Как и другие фосфолипиды, фосфатидилэтаноламин, в химическом отношении представляет собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина с двумя жирными кислотами; к третьей гидроксильной группе присоединен ортофосфат, а к нему - небольшая органическая молекула, характерная для каждого вида фосфолипидов. В рассматриваемом случае это этаноламин, но могут быть также холин, инозитол, серин и некоторые другие молекулы.

   В состав липидного слоя мембран входят также холестерин и сфингомиелины; последние близки к фосфолипидам по химическому строению и физическим свойствами.

 Белки мембран принято делить на интегральные и периферические. Интегральные белки имеют обширные гидрофобные участки на поверхности и нераствориммы в воде.

   С липидами мембран они связаны гидрофобными взаимодействиями и частично погружены в толщу липидного бислоя, а зачастую и пронизывают бислой, оставляя на поверхности сранительно небольшие гидрофильные участки.

   Отделить эти белки от мембраны удается только с помощью детергентов, типа додецилсульфата или солей желчных кислот, которые разрушают липидный слой и переводят белок в растворимую форму (солюбилизируют его) образуя с ним ассоциаты. Все дальнейшие операции по очистке интегральных белков осуществляются также в присутствии детергентов.

 Периферические белки связаны с поверхностью липидного бислоя электростатическими силами и могут быть отмыты от мембраны солевыми растворами.

Клетки 

Мембраны 

Функции 

Все клетки 

Клеточные (цитоплазматические)

Активный перенос K+, Na+, Ca2+
Подержание осмотического равновесия

Большинство клеток 

Клеточные

Связывание гормонов и включение механизмов внутриклеточной сигнализации

Нервные и мышечные клетки 

Клеточные

Генерация потенциалов покоя и действия
Распространение потенциала действиЯ

Большинство клеток (кроме эритроцитов) 

Внутренняя мембрана митохондрий 

Перенос электронов на кислород и синтез АТФ (окислительное фосфорилирование) 

Большинство клеток (кроме эритроцитов) 

Эндоплазматический ретикулум 

Перенос ионов кальция из клеточного сока внутрь везикул 

Клетки зрительного эпителия 

Мембраны зрительных дисков 

Поглощение квантов света и генерация внутриклеточного сигнала 

 В таблице 1 перечислены функции цитоплазматических и некоторых внутриклеточных мембран.
   Во всех живых клетках биологические мембрану выполняют функцию барьера, отделяющего клетку от окружающей среды, и разделяющего внутренний объем клетки на сравнительно изолированные
"отсеки" (compartments).

   Сами по себе перегородки, разделяющие клетки на отсеки, построены из двойного слоя липидных молекул (называемого часто липидным бислоем) и практически непроницаемы для ионов и полярных молекул, растворимых в воде.

   Но в этот липидный бислой встроены многочисленные белковые молекулы и молекулярные комплексы, одни из которых обладают свойствами селективных (т. е. избирательных) каналов для ионов и молекул, а другие - насосов, способных активно перекачивать ионы через мембрану. Барьерные свойства мембран и работа мембранных насосов создают неравновестное распределение ионов между клеткой и внеклеточной средой, что лежит в основе процессов внутриклеточной регуляции и передачи сигналов в форме электрического импульса между клетками.

   Вторая функция, общая для всех мембран - это функция "монтажной платы" или матрицы, на которой располагаются в определенном порядке белки и белковые ансамбли, образующие системы переноса электронов, запасания энергии в форме АТФ, регуляции внутриклеточных процессов гормонами, поступающими извне и внутриклеточными медиаторами, узнавания других клеток и чужеродных белков, рецепции света и механических воздействий и т

   Гибкая и эластичная пленка, которой по существу являются все мембраны, выполняет и определенную механическую функцию, сохраняя клетку целой при умеренных механических нагрузках и нарушениях осмотического равновесия между клеткой и окружающей средой.

   Общие для всех мембран функции барьера для ионов и молекул и матрицы для белковых ансамблей обеспечиваются главным образом липидным бислоем, который устроен в принципе одинаково во всех мембранах.

   Однако набор белков индивидуален для каждого типа мембран, что позволяет мембранам участвовать в выполнении самых разных функций в различных клетках и клеточных структурах. Некоторые из этих фукнкций упомянуты в

Самосборка фосфолипидных молекул в липидных везикулы в водном растворе. Каждая фосфолипидная молекула состоит из полярной группы и жирнокислотных хвостов. В водном растворе происходит самосборка мембран (справа) и замыкание мембран с образованием липидных пузырьков, называемых липосомами (слева). 

Резюме 

   Биологические мембраны, наряду с цитоскелетом, формируют структуру живой клетки. Клеточная или цитоплазматическая мембрана окружает каждую клетку. Ядро окружено двумя ядерными мембранами: наружной и внутренней.
    Все внутриклеточные структуры: митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, фагосомы, синаптосомы и т представляют собой замкнутые мембранные везикулы (пузырьки).
    Каждый тип мембран содержит специфический набор белков - рецепторов и ферментов; но основа любой мембраны - бимолекулярный слой липидов (липидный бислой), который во всякой мембране выполняет две главные функции: барьера для ионов и молекул и структурной основы ( матрицы) для функционирования рецепторов и ферментов.

Термин "мембраны" как окружающей клетку невидимой плёнки, служащей барьером между содержимым клетки и внешней средой и одновременно - полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и некоторые растворенные в ней вещества, был впервые использован, по-видимому, ботаниками фон Молем и независимо К. фон Негели (1817-1891) в 1855 г для объясненеия явлений плазмолиза.
   В 1877 г. ботаник В. Пфеффер (1845-1920) опубликовал свой труд “Исследования осмоса” (Leipzig), где постулировал существование клеточных мембран, основываясь на сходстве между клетками и осмометрами, имеющими искусственные полупроницаемые мембраны, которые были приготовлены незадолго до этого М. Траубе.

   Дальнейшее изучение осмотических явлений в растительных клетках датским ботаником Х. де Фризом (1848-1935) послужило фундаментом при создании физико-химических теорий осмотического давления и электролитической диссоциации датчанином Я. Вант-Гоффом (1852-1911) и шедским ученым С. Аррениусом (1859-1922 ).
   В 1888 году немецкий физико-химик В. Нернст (1864-1941) вывел уравнение диффузионного потенциала. В 1890 году немецкий физико-химик и философ В. Оствальд (1853-1932) обратил внимание на возможную роль мембран в биоэлектрических процессах.

   Между 1895 и 1902 годами Э. Овертон (1865-1933) измерил проницаемость клеточной мембраны для большого числа соединений и показал прямую зависимость между способностью этих соединений проникать через мембраны и их растворимостью в липидах.
   Это было чётким указанием на то,что именно липиды формируют плёнку, через которую проходят в клетку вещества из окружающего раствора.
   В 1902 году Ю. Бернштейн (1839-1917) привлек для объяснения электрических свойств живых клеток мембранную гипотезу.

   В 1925 году Гортер и Грендел показали, что площадь монослоя липидов, экстрагированных из мембран эритроцитов, в два раза больше суммарной площади эритроцитов. Гортер и Грендел экстрагировали липиды из гемолизированных эритроцитов ацетоном, затем выпаривали раствор на поверхности воды и измеряли площадь образовавшейся мономолекулярной пленки липидов.
   На основе результатов этих исследований было сделано предположение, что липиды в мембране располагаются в виде бимолекулярного слоя. Это предположение подтвердили исследования электрических параметров биологических мембран (Коул и  Кёртис, 1935 год): высокое электрическое сопротивление, порядка
107 Омм2 и большая электроемкость 0,51 '/м2.

   Вместе с тем имелись экспериментальные данные, которые свидетельствовали о том, что биологическая мембрана содержит в своем составе и белковые молекулы.
   Эти противоречия экспериментальных результатов были устранены Даниелли и Давсоном, предложившими в 1935 году так сказать "бутербродную" модель строения биологических мембран, которая с некоторыми несущественными изменениями продержалась в мембранологии в течении почти 40 лет. Согласно этой модели, на поверхности фосфолипидного бислоя в мембранах располагаются белки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9245. Нарушения гемостаза 29.09 KB
  Нарушения гемостаза Комплекс факторов и механизмов, обеспечивающих оптимальное агрегатное состояние агрегатного состояния крови. Для оценки свертывающей системы крови проводят тесты: Время, длительность кровотечения. Прокол пальца и выст...
9246. Нарушения гемостаза (продолжение) 29.71 KB
  Нарушения гемостаза (продолжение) Все геморрагические диатезы разделяют от того, на какой фазе свертывания происходит нарушение: IV фаза - фибринолиз - активация может послужить основой диатеза (онечный гиперфибринолиз): Наследственн...
9247. Боль - своеобразное психоэмоциональное состояние организма 30.71 KB
  Боль - своеобразное психоэмоциональное состояние организма, возникающее в результате воздействия сверхсильных разрушительных раздражителей или длительного воздействия слабых факторов, которые вызывают повреждение организма. Боль складывает...
9248. Гражданско-процессуальное право 57.5 KB
  ТЕМА №1: Гражданско-процессуальное право. формы защиты субъективных прав. Судебная форма защиты. гражданский процесс: понятие, виды, стадии, цель и задачи. гражданское процессуальное право: понятие, предмет, метод, система...
9249. Гражданские процессуальные принципы 38 KB
  ТЕМА №2: Гражданские процессуальные принципы понятие и классификация принципов ГПП принцип законности принцип состязательности принцип диспозитивности принципы непосредственности и непрерывности конституционные пр...
9250. Гражданские процессуальные правоотношения 62 KB
  Тема №3: Гражданские процессуальные правоотношения. понятие гражданского процессуального правоотношения классификация гражданских процессуальных правоотношений элементы гражданских процессуальных правоотношений основания возн...
9251. Стороны в гражданском судопроизводстве 47 KB
  Тема №4: Стороны в гражданском судопроизводстве. понятие сторон процессуальные права и обязанности сторон процессуальное соучастие надлежащая и ненадлежащая сторона. Замена не надлежащего ответчика гражданское процессуа...
9252. Третьи лица в гражданском судопроизводстве 43 KB
  Тема №5. Третьи лица в гражданском судопроизводстве. понятие и виды 3-х лиц 3-е лица, заявляющие самостоятельные требования относительно предмета спора. 3-е лица, не заявляющие самостоятельные требования относительно предмета спора...
9253. Участие прокурора и субъектов, защищающих от своего имени права и интересы других лиц, в гражданском судопроизводстве 65.5 KB
  Тема №6. Участие прокурора и субъектов, защищающих от своего имени права и интересы других лиц, в гражданском судопроизводстве. задачи прокуратуры в гражданском судопроизводстве. цель и основания участия прокурора в гражданском судопроиз...