Биологиялық мембраналардың реттеуші қызметі

Термині «мембраналар» қоршаған тор көрінісін оңтайландырады пленка, служащей кедергі арасындағы мазмұнды жасушаның сыртқы ортамен және бір мезгілде — полупроницаемой қабырғамен бөлінген, ол арқылы өтуі мүмкін су және кейбір ерітілген онда заттар, алғаш рет пайдаланылуы, сірә, ботаник фон Молем және тәуелсіз. К. фон Негели 1855 ж құбылыстарын плазмолиза. 1877 ж. ботаник В. Пфеффер жариялады өз еңбегін Зерттеу осмостың, постулировал болуы клеткалық мембрананың негізге ала отырып, сходстве жасушаларының арасында және осмометрами бар жасанды полупроницаемые мембраналар, олар дайындалып бұған дейін М. Траубе. Одан әрі зерделеу осмотических құбылыстардың өсімдік жасушаларында дания ботаник Х. де Фризом іргетас болды құру кезінде физикалық-химиялық теориялар осмостық қысым мен электролиттік диссоциациялану датчанином Я. Вант-Гоффом және швед ғалымы С. Аррениусом. 1888 жылы неміс физико-химигі В. Нернст қабылданбады теңдеуі диффузиялық потенциалдың. 1890 жылы неміс физикалық химик және философ В. Оствальд назар аударды ықтимал мембраналардың рөлі » биоэлектрических процестер. Арасындағы 1895 мен 1902 жылдар бойы Э. Овертон өлшеген өтімділік клеткалық мембраналар үшін үлкен санының қосылыстар көрсетті тікелей арасындағы тәуелділік қабілеті осы қосылыстардың арқылы енетін мембраналар және олардың растворимостью » липидах. Бұл анық көрсетілген, сондықтан липидтер қалыптастырады пленкаға, ол арқылы өтіп, торлы заттар қоршаған ерітінді. 1902 жылы Ю. Бернштейн тартты түсіндіру үшін электрлік қасиеттері тірі жасушалардың мембранную гипотезаны.
1925 жылы Гортер мен Грендел көрсетті алаңы монослоя липидтердің, экстрагированных бірі мембраналар эритроциттердің екі есе көп жалпы ауданының эритроциттер. Гортер және Грендел экстрагировали липидтер бірі гемолизированных эритроциттердің ацетоном, содан кейін выпаривали ерітіндісі, су бетінде және өлшеніп алаңы пайда болған мономолекулярной пленка липидтердің. Негізінде осы зерттеулердің нәтижелерін жасалған болжам, липидтер мембране орналасады түрінде бимолекулярного қабаты. Бұл болжам растады зерттеу электр параметрлерін биологиялық мембраналардың (Коул мен Кертис, 1935 жыл).

2. Сипаттамасы және жіктелуі мембраналардың
Барлық жасушалар мен внутриклеточные органеллы мембраналармен қоршалған, олар маңызды рөл атқарады және олардың құрылымдық ұйымдастыру және оның жұмыс істеуі. Мембраналар: туғаннан жасушалары қоршаған орта және бөледі, оны компартменты (бөліктер); реттейді көлігі заттардың жасушалар мен органеллы және кері бағытта қамтамасыз етеді; ерекшелігін межклеточных контактілер; қабылдайды сигналдар сыртқы ортасы.
Келісімді жұмыс істеуін мембраналық жүйелерді қамтитын, рецепторлар, ферменттер, көлік жүйелері, көмектеседі гомеостаз жасушалары және тез өзгеру жай-күйіне, сыртқы орта арқылы метаболизмінің жасушаларының ішінде.
Биологиялық мембранасы — күрделі надмолекулярные құрылымын, айналадағы барлық тірі клеткалар түзетін, оларға тұйық, мамандандырылған компартменты — органеллы. Мембраналардың қалыңдығы шамамен 7-10 нм. Әрбір торда бар плазматическая мембранасы, ол шектейді мазмұнды жасушалар сыртқы ортаның және ішкі мембраналар қалыптастыратын түрлі ii тарау. (митохондрии, органоиды, лизосомы және т. б.).
Биологиялық мембраналар салынды бірі липидтердің және белоктар, байланысты бір-бірімен көмегімен нековалентных өзара. Негізін мембраналар құрайды қос липидті қабаты құрамына ақуызды молекулалар. Липидтер (т. б. грек λίπος — май) — бұл суда ерімейтін заттар құрамына қалдықтары молекулалардың глицерин мен май қышқылдарының. Липидті бислой құрылған екі қатарының амфифильных молекулалардың гидрофобные «қалдықтары», спрятаны ішке қарай, ал гидрофильді «бастары» бағытталуы сыртқа байланысады сулы ортамен. Амфифильность — бұл болуы молекуласындағы бір мезгілде орындалған және гидрофильді учаскелері.
Бірнеше түрлі биологиялық мембраналардың. Мембрана, ограничивающую цитоплазму жасуша сыртынан деп атайды цитоплазматической немесе плазматической мембраной. Атауы внутриклеточных мембраналар әдетте атау шектелетін немесе олар құратын жасушаға дейінгі структуралардың. Ажыратады ядролық, митохондриальную, лизосомальную мембраналар мембраналар Гольджи кешені, эндоплазматический ретикулум және басқа да. Осы мембраналардың белгілі бір функцияларды орындайды:
Плазматическая мембранасы — мазмұнды шектейді жасушаның сыртқы ортадан жүзеге асырады; байланыс басқа жасушалармен алады, өңдейді ақпаратты жасуша ішіне қолдайды тұрақтылығы ішкі ортасы.
Ядролық мембраналар (ішкі және сыртқы) — құрайды ядролық қабығы, ол ажыратады хромосомдық материалды цитоплазматических органелл; арқылы тері тесігін ядролық қабықтың жүреді көлік белоктар мен нуклеин қышқылдарының ядро мен ядро. Митохондриальные мембраналар жүзеге асырады энергиясын түрлендіру барысында, ол тотығу фосфорлану, АТФ синтезі.
Лизосомальные мембраналар — шектейді гидролитические ферменттер жылғы цитоплазмы жасушалар, кедергі самоперевариванию (аутолизу) жасушалардың жақсартумен тұрақтылығын рН ортаның лизосомах.
Мембраналар эндоплазматического ретикулума — қатысады білім берудегі жаңа мембраналардың жүзеге асырады синтезі ақуыздардың, липидтердің, полисахаридтердің, тотығу орындалған метаболиттердің және ксенобиотиктерінің.
3. Химиялық құрамы және құрылысы мембраналардың
Барлық мембраналар бойынша өз құрамына табу бірқатар жалпы қасиеттері. Олар тұрады липидтердің, белоктар мен көмірсулар; болып табылады иілісі жабық құрылымдар; бар ішкі және сыртқы бетінің, т. е. ассиметричны; сондай-ақ ие сайлау адсорбцией.
Құрамына мембрана липидтерінің кіреді қаныққан және қанықпаған май қышқылдары. Қанықпаған май қышқылдары кездеседі, екі есе жиі қарағанда бай екенін анықтайды тұрақсыздығы мембраналардың және конформационную лабильность мембраналық белоктар.
«Мембранах отырса, липидтер үш негізгі түрі бар — фосфолипидтер, гликолипиды және холестерол. Көбінесе кездеседі глицерофосфолипиды — туынды фосфатидной қышқылы. Фосфатидная қышқылы — бұл диацилглицеролфосфат. R1, R2 — радикалдар май қышқылдарының (гидрофобные «қалдықтары»). Екінші углеродным атомом глицерола байланысты қалдығы полиненасыщенной майлы қышқылы. Полярлық «баспен» болып табылады қалдығы фосфор қышқылы және қосымша қосылған оған гидрофильная тобы әкімдігінің баспасөз қызметі хабарлады, холин, этаноламина немесе инозитола
Байланысты құрылыстар полярлық «бастары» бұл туынды екі топқа бөлінген — фосфолипидтер және гликолипиды. Құрылыс полярлық тобының сфингофосфолипидов сходно с глицерофосфолипидами. Гликолипиды білдіреді көмір туындылары церамида.
Холестерол ұсталады мембранах барлық жануарлар жасушалары, ол береді мембранам қаттылығы азайтады олардың тұрақсыздығы. Молекуласы холестерола орналасады гидрофобной аймағында мембраналар параллель гидрофобным «хвостам» молекулалардың фосфо — және гликолипидов. Гидроксильная тобы холестерола және гидрофильді «бастары» фосфо — және гликолипидов ғана қызметті — су фазасындағы. Көтеру кезінде аққыштық мембраналар, мәселе болған емес әрекетімен оларға липофильных заттар немесе перекисным окислением липидтердің үлесі холестерола » мембранах артады.
Молекуласы холестерола тұрады қатаң гидрофобного ядро және икемді көмірсутегі тізбектері. Полярлық «баспен» болып табылады-топ 3-ші көміртек атомы молекулалар холестерола. Полярлық головка осы молекулалардың айтарлықтай көп және заряд
Липидті құрамы мембраналардың әртүрлі, мазмұны және сол немесе басқа липида, шамасы, анықталады түрлі функцияларды орындайды, бұл молекулалар » мембранах. Басты функциялары липидтердің мембранасының тұрады, олар:
қалыптастырады липидті бислой;
қамтамасыз етеді қажетті жұмыс істеуі үшін мембраналық белоктар ортаға;

қызмет тұтқасы»,» жер үсті белоктар;
қатысады беру гормондық сигнал.
Құрылымын өзгерту липидті бислоя бұзылуына әкелуі мүмкін функцияларын мембраналар.
Мембраналық липидтер рөлін атқарады еріткіш мембраналық белоктар жасай отырып, сұйық ортаға, олар жұмыс істей алады. Әсер ету дәрежесі бойынша құрылымына бислоя және күші бойынша өзара іс-қимыл онымен мембраналық белоктар бөледі интегралды және перифериялық.
Интегралды белоктар терең енгізілетін мембранную құрылымы . удерживаются » липидном бислое есебінен орындалған өзара байланысты көмірсутек тізбегін май қышқылдарының. Перифериялық ақуыздар сөндірілді бетінде бислоя және экстрагируются ерітінділермен солее немесе жай сумен. Удерживаются бетінде бислоя есебінен иондық өзара байланысты полярными учаскелерін фосфолипидтер.
Белоктар мембраналардың қатыса алады сайлау көліктегі заттарды тор және жасушалар, беру гормондық сигналдардың, сондай-ақ ретінде ферменттер өзгерістері заттардың және ұйымдастыру межклеточных байланыстарды қамтамасыз ететін білім тіндер мен органдардың.
Көмірсулар құрамында мембраналар ұсынылмаған дербес қосындыларымен, ал қандай да бір ғана біріктіру ақуыздарымен (гликопротеины) немесе липидті құрамы арқылы липидпен (гликолипиды). Ұзындығы углеводных тізбектерін ауытқиды екі жастан он сегіз қалдықтарын моносахаридов. Басым бөлігі көмірсулар орналасқан сыртқы бетінің плазматической мембраналар. Функциялары көмірсу биомембранах — бақылау межклеточными взаимодействиями қолдау иммундық мәртебесін тұрақтылықты қамтамасыз ету, белокты молекулалар » мембране.
4. Трансмембранный көшіру заттар
Бірі функцияларды мембраналар — реттеу көшіру заттарды тор және жасушалар, ұстап қалу заттардың, әсіресе, торда және шығару қажетсіз.
Бұл процесс кезінде қамтамасыз етіледі көмек үш негізгі механизмдері: енжар диффузией, жеңілдетілген диффузией және белсенді көлігімен.
Белсенді емес диффузия — тасымалдау заттардың мембрана арқылы қатысуынсыз арнайы механизмдер. Көлік жүреді шоғырлануының градиенті бойынша жоқ шығындар энергия. Пассивті диффузия жолымен тасымалданады шағын биомолекулы — Н2О, СО2, О2, несепнәр, гидрофобные низкомолекулярные заттар. Жылдамдығы қарапайым диффузия пропорционал шоғырлануының градиенті.
Жеңіл диффузия — тасымалдау заттардың мембрана арқылы көрсету кезінде ақуыздық каналдар немесе арнаулы белоктар тасымалдаушы (пермеаз). Негізгі қасиеті пермеаз — ерекшелігі, яғни олар кеңістік және химиялық бейімделген соответсвующему субстрату присоединяющемуся белсенді орталығы. Бойынша жүзеге асырылады шоғырлануының градиенті жоқ шығындар энергия. Тасымалданады моносахаридтер, амин қышқылдары, нуклеотидтер, глицерол, кейбір иондар. Тән кинетикасы қанықтыру кезінде — белгілі бір (насыщающей) концентрациясы переносимого заттар ауыстыру қатысады барлық молекулалар переносчика мен жылдамдығы көлік жетеді шекті шамасын.
Белсенді көлік, сондай-ақ қатысуын талап етеді арнайы белоктар тасымалдаушы, бірақ ауыстыру жүреді, қарсы градиенті концентрациясы және сондықтан талап етеді шығындар энергия. Кезде бұл механизм арқылы клеточную мембрана тасымалданады иондары Na+, K+, Ca2+, Mg2+, арқылы митохондриальную мембрана — протоны. Белсенді көлік заттар тән кинетикасы қанықтыру, яғни клетка, мүмкін жинақтауға өзіне артық саны переносимого заттар.
Сурет — 1. Тетіктері көлік молекуласы мембрана арқылы.
Мысал көлік жүйесін жүзеге асыратын белсенді көлік иондар болып табылады Na+,K+-аденозинтрифосфатаза (Na+,K+-АТФаза немесе Na+,K+-сорғышы). Бұл ақуыз орналасқан қалың плазматической мембраналар және қабілетті катализировать гидролиз реакциясын АТФ. Энергия бөлінетін гидролиз кезінде 1 молекула АТФ, көшіру үшін пайдаланылады 3 иондар Na+ — дан жасушаның барлық внеклеточное кеңістік және 2-иондар К+ — кері бағытта. Іс-әрекеттің нәтижесінде Na+,K+-АТФазы құрылады айырмасы концентрацияларының арасындағы цитозолем жасушалар мен внеклеточной сұйықтықпен. Өйткені ауыстыру иондар неэквивалентен, онда айырымы электр потенциалдар. Осылайша, пайда электрохимиялық әлеуеті, ол құралады энергиясын электр әлеуеттерінің айырмашылығын Δφ және энергия айырмашылығын заттар концентрациясының ДС екі жағынан мембраналар.
Перенос мембраналар арқылы бөлшектер мен жоғары молекулалы қосылыстар.
Сонымен қатар көлігімен органикалық заттар мен иондар жүзеге асырылатын және энтомологиялық, торда мүлде ерекше тетік үшін арналған сіңіру торымен шығару және одан жоғары молекулалық қосылыстар көмегімен өзгерту нысандары биомембраны. Мұндай механизм деп атайды везикулярным көлігімен.
Көшіру кезінде макромолекулалардың жүреді дәйекті білім және біріктіру окруженных мембраной көпіршіктері (везикул). Бағыты бойынша көлік және сипаты көшірілетін заттарды ажыратады мынадай түрлері везикулярного көлік:
Эндоцитоз — перенос заттарды тор. Көлеміне байланысты түзілетін везикул ажыратады:

б) фагоцитоз — сіңіру ірі бөлшектердің сияқты микроорганизмдер немесе сынықтары бар. Бұл жағдайда түзілетін ірі көпіршіктер деп аталатын фагосомами диаметрі 250-ден астам нм.
Пиноцитоз тән көпшілігі үшін эукариоттық жасушалар, ал ірі бөлшектер сіңіп кетеді мамандандырылған жасушалары — лейкоциттері мен макрофагами. Бірінші сатысында эндоцитоза заттары немесе бөлшектер адсорбируются бетінде мембраналар, бұл процесс ол шығындар энергия. Келесі сатысында мембранасы с адсорбированным зат тереңдетіледі » цитоплазму; пайда болған жергілікті впячивания плазматической мембраналар отшнуровываются бетінен жасушалары құра отырып, көпіршіктер, олар содан кейін мигрируют жасуша ішіне. Бұл процесс байланысты жүйесімен микрофиламентов болып табылады энергозависимым. Келіп түскен тор көпіршіктер және фагосомы мүмкін сливаться с лизосомами. Қамтылған лизосомах ферменттер расщепляют заттар қамтылған пузырьках және фагосомах дейін төмен өнімдерді (амин қышқылдары, моносахаридов, нуклеотидтер) тасымалданады цитозоль, онда олар пайдаланылуы мүмкін торымен.
Экзоцитоз — ауыстыру бөлшектер мен ірі қосылыстардың бірі жасушалар. Бұл процесс ретінде және эндоцитоз, ағады, с жұту энергиясы. Негізгі түрлерімен экзоцитоза болып табылады:
Секреция — малдың бірі өлі суда еритін қосылыстар, пайдаланылатын немесе әсер ететіні басқа ағза клеткалары. Жүзеге асырылуы мүмкін неспециализированными жасушалары, сондай-ақ жасушалары эндокриндік бездер, шырышты асқазан-ішек жолдарының, бейімделген үшін секреция өздері өндірген заттар (гормондар, нейромедиаторлар, проферментов) байланысты белгілі бір қажеттіліктерін организм.
Секретируемые белоктар синтезделінеді арналған рибосомах байланысты мембрана шероховатого эндоплазматического ретикулума. Содан кейін бұл белоктар тасымалданады Гольджи аппаратына, олар өзгертіледі, топтастырылады, сұрыпталады, содан кейін оралады көпіршіктер, олар отщепляются » цитозоль және одан әрі төгіледі с плазматической мембраной, сондықтан мазмұнды көпіршіктері көрсетіледі тыс жасушалар.
Айырмашылығы макромолекулалардың, секретируемые бөлшектер шағын мөлшерін, мысалы, протоны, тасымалданады бірі жасушалары механизмдердің көмегімен жеңілдетілген диффузия және белсенді көлік.
Экскреция — жою жасушалар заттардың, пайдаланылуы мүмкін емес. Механизмі экскрециясы, шамасы, ол бастапқыда бөлінетін бөлшектер көрсетіледі цитоплазматическом пузырьке, содан кейін төгіледі с плазматической мембраной.
5. Трансмембранная сигналдар»
Маңызды қасиеті мембраналар — қабілеті қабылдауға және беруге жасуша ішіне сигнал қоршаған ортаны қорғау. Қабылдау жасушалары сыртқы сигналдарды кезде олардың өзара іс-қимыл рецепторлардың орналасқан мембране жасуша — нысаналар. Рецепторларға, присоединяя сигналдық молекула бар, активируют внутриклеточные жолдары ақпарат беру, бұл өзгеруіне әкеледі жылдамдығы әр түрлі метаболикалық процестер.
Сигналдық молекуласы, арнайы өзара әрекеттесетін отырып мембраналы рецепторлардың алаңдарында деп аталады бастапқы мессенджером. Ретінде бастапқы мессенджеров ретінде әртүрлі химиялық қосылыстар — гормондар, нейромедиаторы, эйкозаноиды, өсу факторлары немесе жеке факторлар, мысалы квант жарық. Рецепторлардың клеткалық мембраналар, белсендірілген бастапқы мессенджерами береді, алынған ақпаратты жүйесі белоктар мен ферменттерді құрайтын каскад сигнал беруді қамтамасыз ететін күшейту сигнал бірнеше жүз есе. Уақыт бар жасушалар, қорытылған іске қосу немесе инактивация метаболиттік процестер, бұлшық қысқарту, көлік заттар арқылы жасуша-нысаналар, болуы мүмкін бірнеше минут ішінде.
Мембраналық рецепторлар болып бөлінеді:
рецепторларға бар субъединицу, байланыстыратын бастапқы мессенджері және иондық канал;
рецепторларға қабілетті таныту каталитическую белсенділігі;
рецепторлар көмегімен G-белоктар активирующие білім қайталама (внутриклеточных) мессенджеров беретін сигнал спецификалық белоктар мен ферментам цитозоля.
Екінші мессенджеры бар шағын молекулалық массасы, жоғары жылдамдықпен диффундируют » цитозоле жасушалар, өзгертеді белсенділігі тиісті белоктар, содан кейін тез расщепляются немесе шығарылады цитозоля. Бар гормондар, олар өте отырып, липидті бислой, ішіне тор және өзара іс-қимыл жасайды внутриклеточными рецепторлардың. Физиологиялық маңызды айырмашылығына арасындағы мембранными және внутриклеточными рецепторлардың болып табылады, жылдамдығы жауап түсетін сигнал. Бірінші жағдайда, әсері тез және непродолжительным, екінші — баяу, бірақ ұзақ.

Қорытынды
Сонымен, негізгі функциялары биологиялық мембраналар болып табылады:
·Кедергілік функциясы. Үшін жасушалар мен субклеточных бөлшектердің биологиялық мембраналардың қызмет етеді механикалық кедергі отделяющим олардың сыртқы кеңістік.
·Ауыстыру арқылы заттардың биологиялық мембраналар ұштасатын, осындай маңызды биологиялық құбылыстар ретінде жасушаішілік гомеостаз иондар, биоэлектрические әлеуеті, қозу және өткізу нейрондық серпін, запасание және энергия трансформациясы. Ажыратады пассивті және белсенді көлік (көшіру) бейтарап молекулаларды, су және иондар арқылы биологиялық мембраналар .
·Қабілеті генерациялау биоэлектрические әлеуеті және жүргізуге қозғау. Пайда болуы биоэлектрических потенциалдар ерекшеліктеріне байланысты құрылыстар биологиялық мембраналар мен қызметімен, олардың көлік жүйелерін құратын әркелкі бөлу иондардың екі жағынан мембраналар.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.