ДЬ. биофиз 4. азастанресей медициналы университеті меббм nseo kazakhrussian medical university
 Скачать 86.83 Kb.
|
Биологиялық мембраналардың өткізгіштік механизмі Қабылдаған:Уразакынов.Д Группа: 101 A Орындаған:Байсеитов.Д Almaty, 2022 1.Биологиялық мембрана Биологиялық мембрана — жасушаның әрі жасуша ішіндегі бөлшектердің (ядро, митохондрия, хлоропластар, пластидтер) бетінде орналасқан молекулалық мөлшердегі (қалыңдығы 5 — 10 нм,) ақуызды-липидтік құрылымды жұқа қабықша. Биологиялық мембрана фосфолипидтік құрылымына қатысты өткізгіштік қасиетіне қожайын, яки жасушада тұздардың, қанттың, амин қышқылдарының, иондардың, т.б. заттардың ұтылау өнімдерінің концентрациясын, олардың тасымалын әрі алмасуын реттейді. Клетканың протоплазмасын қоршап тұрған биологиялық мембрана жасушалық мембрана деп аталады. Клеткалық мембрана екі қабатты ақуызды-липидті молекулалардан тұрады. Биофизиканың міндеттерінің бірі есебінде биологиялық мембрананың құрысысын, ол арқылы зат тасымалдауды, нерв импульсының пайда болу мен оның таралуын, рецепция құбылысын және биомембрандағы энергия өзгеруін зерттеуді атауға болады.Мембрана биофизикасы – медицина үшін ең маңызды жасуша биофизикасының негізгі бөлімі болып саналады. Адам ағзасындағы көптеген үрдістер биологиялық мембрана арқылы жүреді және іске асады. Мембранадағы үрдістердің бұзылуы-көптеген патологиялық өзгерістердің негізгі себебі болып табылады. Адам ағзасына тигізетін шипалық әсерлері биологиялық мембранаға әсер ету арқылы іске асырылады. Тіршіліктің ең кіші бөлігі болып саналатын, өз бетінше өмір сүре алатын жасуша кез келеген жәндік пен өсімдік дүниесінің негігі бөлігі болып табылады 2.Биологиялық мембраналардың өткізгіштік механизімі «Пассивті және белсенді тасымалдау ұғымдары» Биологиялық мембрананың липидті биқабатының іші гидрофобты болады, сондықтан ол көптеген полярлы молекулалар үшін өткірлігі төмен бөгет болып табылады. Бұл қасиеттің арқасында клетканың құрамының тұрақтылығы қамтамасыз етіледі. Кейбір клеткалар суда еритін молекулаларды тасымалдау жолдарды құрайды.Клеткада өтетін бірқатар процесстер (АТФ синтезі, қозу, иондық және су құрамын сақтау) заттың мембрана арқылы тасымалдауымен байланысты.Нейтралды молекулалар мен иондардың тасымалдауының екі типі болады – белсенді және пассивті.Белсенді тасымалдау АТФ молекуланың гидролизінің немесе митохондриялардың дем алу (тыныс) тізбегінен электронды көшіру есебінен химиялық энергияның жұмсалуымен жүреді.Пассивті тасымалдау үшін химиялық энергия жұмсалмайды. Ол диффузия есебіненжүзегеасырылады. Пассивті тасымалдаудың механизмдерің қарастырайық.Судың тасымалдауы және әрекет потенциалы тараған кездегі жүйке талшықтарының цитоплазмалық мембранасы арқылы натрий және калий иондарының тасымалдауы пассивті тасымалдаудың белгілі мысалдары болып табылады. Тыныштық жағдайындағы клеткада өткірлікпен байланысты иондар жоғалады, патология жағдайында өткірлі көседі. Жеңілдетілген дифузия заттардың мөлшерлік айырмашылығына сәйкес, арнайы тасушы белоктардың көмегімен өтуін айтады. Жеңілдетілген тасымалдың бірнеше түрі болады. Унипорт- жеке тасу, молекула немесе иондар басқа заттармен байланыспай, тәуелсіз жалғыз өтеді. Осы тәсілмен глюкоза, аминқышқылы беткейлік клеткалардың негізгі мембранасы арқылы өтеді.Симпорт- қоса тасу, басқа заттармен бірге бір бағытта өту. Мысалы,натри-тәуелді тасылатын қант, аминқышқылы,иондары.Антипорт- қарсы тасу. Заттардың немесе иондардың бір мезгілде қарсы бағытта өтуі Белсенді тасмал- заттармен иондардың арнайы қуатын пайдаланып электрохимиялық градиентке қарсы ауысуы. Мұндай градиентке қарсы тасмал кезінде мөлшерлік немесе осмостық жұмыс атқарылады. Соның нәтижесінде заттар аз жағынан көп жағына қарай ығыстырылады. Белсенді тасмал екі түрге бөлінеді. Иондарда және органикалық заттарда (әсіресе қанттар мен аминқышқылдарын), яғни күш қуат жұмсап тасу. Мұндай тасмал қатары пиноцитоз- клеткалық зат еріген сұйықты "ішу" құбылысын жатқызуға болады. Белсенді тасмал адинозинүшфосфат қышқылы ыдырауынан бөлінген энергиясымен қамтамасыз етіледі. Тасымалдау кезінде АҮФ ыдырау қуаты пайдаланылса, оны бірінші белсенді тасмал дейді. Мұны арнайы тасушы – белоктар ,АҮФ және ,АҮФ қамтамасыз етеді. Ферменттердің пішіндері (конформация) тасмалданатын иондарға ұқсас болады.Бұнымен қатар мембранада екінші белсенді тасмал кездеседі. Ол молекула мен иондарды, мөлшерлік гардинентке қарсы басқа өтіп жатқан заттардың қуатын пайдаланып тасиды. Мысалы глюкоза, амин қышқылдары аш ішектің кілегей қабатынан ионының қатысуымен ғана сіңеді (симпорт). Бұл электрохимиялық айырмашылыққа байланысты болады.Плазматикалық мембрананың пайда болуының шешуші кезеңі деп қарастыруға болады. Себебі, мембраналық клетканың тіршілік етуі мүмкін емес. Сондықтан да тіршіліктің пайда болуының басты негізгі қарапайым нуклеин қышқылы және белоктар жарғақша мен қайталаймембрана ішінде липидті көпіршіктер везикулалар арқылы тіршілік ортасын белгілі тәртіппен қамтамасыз жасауынан бастап пайда болды деп айтуға болады.Гликокаликс- эукариот клеткасының сыртқы беткейіндегі шеткі аймақтарының көмірсутектерімен қаныққан түрін білдіруші, антеналық қызметін атқарады.Әрбір тірі клеткада көптеген әр түрлі молекулалар болады . Олар белгілі ретпен , тәртіппен метоболизм процесіне кіреді. Клеткада бір мезгілде секундына реакция жүреді. Осындай күрделі процесті клетка ішінде реттеу қызметі арнаулы жүйе арқылы атқарылады.Метобалистік (ферменттердің белсенділігін реттеуші)генетикалық (белок синтездеу, оның ішінде ферменттерді де) және мембрандық. -олар бір- бірімен тығыз байланысқа түседі. Мысалы: мембрананың қасиеті, геннің белсенділігіне тәуелді ал гендердің дифференциалды белсенділігі фермент пен мембрананың бақылауында болады. -клетка ішілік реттеудің барлық формаларына біртұтастық принцип негіз болады . Оны рецепторлық- конформациялық деп атауға болады. Барлық жағдайда белок молекуласы, фермент, рецептор немесе реттеуші белок болсын, соған тән факторды біліп , онымен өзара байланысып, өзінің пішінін өзгертеді.Сондықтан да клетка мембранасының оның тіршілік қызметіне қатысудағы рөлін білу арқылы ауыл шаруашылығында , медицинада, биотехнологияда т.б. салаларда үлкен рөл атқарады.Әсіресе адамдар менжануарлардың ауруға ұшырауы клетка мембранасының құрылымымен қызметінің қайтымсыз өзгеріске түсуінен деп анық айтуға болады.Оған мысал, қазіргі таңдағы проблема болып жатқан ісік (рак) ауруы ағзалардың радиация сәулелерімен жарақатқа ұшырауы, мүшелер мен ұлпаларды ауыстырып отырғызуда, дәрі-дәрмектерді бір бағытта іздестіру, қолдануда өсімдіктер мен жануарлардың өнімдерін жақсарту.Биологиялық мембрананың сырын. Қырын зерртеу жаратылыстану ғылымындағы ең басты, тез дамыған саласы деп есептеледі. Қазіргі таңда әр түрлі Ғылыми зерттеу әдістерінің жіктелуінен таза мембраналық фракцияларды таза күйінде басқа компонент бөліп алу арқылы олардың жеке-жеке құрылымы, қасиеттері анықталуда . Сондықтан да қазіргі бағыттағы болашақ жас зерттеуші ғалымдар- мембранолгтардың әсіресе, химия, биохимия, липидтер биохимиясы, иммунология, күрделі физикалқ әдістері,физиология, биоэнергетика, биофизика, хронобиология, хрономедицина т.б. ғылым салаларына қарағанда білімі.біліктілігі жан-жақты болуы керек 3.Иондық каналдар Иондық каналдар – клетканың мембранасындағы ірі ақуыздық молекулар және молекула үстінде орналасқан липопротеидты құрылымдар.Олар мембрана арқылы иондардың клеткадан сыртқы ортаға және кері қарай өтуін қамтамасыз етеді.1972 жылы Синджер мен Николсон биологиялық мембрананың моделіне сәйкес биологиялық мембрана сұйықтық– мозаикалық құрылымды. Сұйық фосфолипидты мембраналық қабатта ақуыз молекулалары жүзіп жүреді. Иондарды каналдар арқылы трансмембранды тасу – организмде болатын барлық биоэлектрлі құбылыстардың бастауы.Мембрананың өтімділігі әртүрлі заттар үшін липидтердің зарядталған бастарында туындайтын, мембранаға көбінесе теріс заряд беретін беттік зарядқа тәуелді. Бұдан мембрана-су шекарасында сол белгідегі фазааралық потенциал, мембранадағы заряд туындайды. Потенциалдың бұл шамасы мембрана мен ионды байланыстыратын үрдістерде үлкен роль атқарады. Егер мембранада иондық каналдар бар болса, иондардың тасымал жыдамдығы анағұрлым артады. Әсіресе калий, натрий, кальций каналдары кең таралған. Сонымен қатар иондық каналдар селективті қасиетке ие болады, яғни әртүрлі иондар үшін өтімділігінің шамасы әртүрлі болады. Әрбір канал ионның тек бір түрін ғана тасымалдайды, мысалы, натрий каналы – натрий иондарын, калий каналы – калий иондарын. Катионды канал арқылы аниондар өте алмайды немесе керісінше. Негізгі ион сияқты сол белгідегі иондар үшін канал абсолютті селективтілікке ие бола алмайды, өзі сияқты белгідегі басқа иондар үшін каналдың өткізгіштігі төмен, бірақ нолден өзгеше болады. 4.Қорытынды Жасушадағы мембрананың ең бірінші функциясы – барьерлік (тосқауыл құру). Зат алмасуын жүргізумен қатар клетканің ішкі құрылымын сақтау тек қана мембраналардың пайда болуымен байланысты. Мембраналардың пайда болуы /компарментация/ биологиялық эволюцияны жеделдетті.Жасуша ішіндегі процестер жасуша органоидтерінің бөлуімен реттеледі. Жасуша ішіндегі мембраналар клетканың ішкі құрылымын компарментациялау қызметін атқарады.Иондар мен суға еріген полярлы молекулалар өтпейтін тосқауылдар липидті биқабаттан тұрса, иондарды мембрана арқылы тасымалдауымен айналасатын насостар биқабатқа еңгізілген ақуыздардан тұрады. Мембраналардың тосқауыл қасиеттері мен иондарды жасуша мен жасушааралық кеңістіктің арасындағы тепе-тең емес үйлестірілуі жасушаныңң ішіндегі реттеу процестері мен жасушалар арасында сигналдарды электр импульс түрінде өткізу қабілеттігінің негізінде жатады.Мембрананың екінші функциясы – матрицалық. Оның бетінде белгілі ретпен ақуыздар орналасады. Олар электрондарды тасу ансамльдерін, энергияны жинақтау комплекстерін, жарықты рецепциялау, гормондармен және медиаторлармен реттеу комплекстерін құрайды.Механикалық функция – бірқалыпты механикалық жүктемеден немесе осмостық тепе-теңдіктің бұзылуы кезінде жасушаның формасын сақтау.Сонымен, биологиялық мембраналар деп цитоплазманы және жасушаны құрайтын көптеген элементтерді шектейтін және каналшалардан, қыртыстардан, қуыстардан тұратын біріктірген жүйені құрайтын бірнеше молекулярлық қабатты функционалды құрылымдарды атайды 5.Пайдаланған әдебиеттер КөшеновБ. Медициналық биофизика: оқулық Алматы 2008 ж Канкожа М.К Қозғағыш ұлпалар физиологиясы. Алматы,2004. Арызханов Б. Биологиялық физика,Алматы, 1990 |
