Био. Мембраны. Мембраны. Молекулярная структура и функци биологических мембран
 Скачать 0.72 Mb.
|
Молекулярная структура и функци биологических мембранПрезентация на тему: План:Введение; Виды биологических мембран; Структура биологических мембран; Строение плазмалеммы; Способы поступления веществ в клетку. Введение.Строение биологических мембран. Одной из основных особенностей всех эукариотических клеток является изобилие и сложность строения внутренних мембран. Мембраны отграничивают цитоплазму от окружающей среды, а также формируют оболочки ядер, митохондрий и пластид. Они образуют лабиринт эндоплазматического ретикулума и уплощенных пузырьков в виде стопки, составляющих комплекс Гольджи. Мембраны образуют лизосомы, крупные и мелкие вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли простейших. Все эти структуры представляют собой компартменты (отсеки), предназначенные для тех или иных специализированных процессов и циклов. Следовательно, без мембран существование клетки невозможно. Структура биологических мембран.Плазматическая мембрана, или плазмалемма, - наиболее постоянная, основная, универсальная для всех клеток мембрана. Она представляет собой тончайшую (около 10 нм) пленку, покрывающую всю клетку. Плазмалемма состоит из молекул белков и фосфолипидов. Молекулы фосфолипидов расположены в два ряда - гидрофобными концами внутрь, гидрофильными головками к внутренней и внешней водной среде. В отдельных местах бислой (двойной слой) фосфолипидов насквозь пронизан белковыми молекулами (интегральные белки). Внутри таких белковых молекул имеются каналы - поры, через которые проходят водорастворимые вещества. Другие белковые молекулы пронизывают бислой липидов наполовину с одной или с другой стороны (полуинтегральные белки). На поверхности мембран эукариотических клеток имеются периферические белки. Молекулы липидов и белков удерживаются благодаря гидрофильно-гидрофобным взаимодействиям. Строение мембраны.Плазмолемма состоит из 3 слоев: Билипидный слой состоит из фосфолипидов и холестерина. В каждом липидном слое различают две части: гидрофильную головку и гидрофобный хвост, связывающий друг с другом. Билипидный мембранный слой выполняет барьерную функцию, препятствует проникновение воды, а также крупных частиц. Надмембранный слой состоит из гликокаликса, структурно связан с белками и липидами билипидной мембраны. Толщина данного слоя около 10 нм, является самым толстым из всех слоев. Подмембранный слой, включает структурные белки, которые связаны с цитоскелетом клетки. Цитоскелет состоит из микротрубочек и микрофиламентов. Свойства и функции мембран.Все клеточные мембраны представляют собой подвижные текучие структуры, поскольку молекулы липидов и белков не связаны между собой ковалентными связями и способны достаточно быстро перемещаться в плоскости мембраны. Благодаря этому мембраны могут изменять свою конфигурацию, т. е. обладают текучестью. Мембраны — структуры очень динамичные. Они быстро восстанавливаются после повреждения, а также растягиваются и сжимаются при клеточных движениях. Мембраны разных типов клеток существенно различаются как по химическому составу, так и по относительному содержанию в них белков, гликопротеинов, липидов, а следовательно, и по характеру имеющихся в них рецепторов. Если все мембраны построены по единому принципу, то должны бы содержат одинаковые количества липидов и белков. Однако: миелиновая мембрана содержит в четыре раза больше липидов чем белков, а мембрана эритроцитов – белков 1,5 раза больше чем липидов и т.д. Важнейшим свойством мембраны является также избирательная проницаемость. Это значит, что молекулы и ионы проходят через нее с различной скоростью, и чем больше размер молекул, тем меньше скорость прохождения их через мембрану. Это свойство определяет плазматическую мембрану как осмотический барьер. Максимальной проникающей способностью обладает вода и растворенные в ней газы; значительно медленнее проходят сквозь мембрану ионы. Диффузия воды через мембрану называется осмосом. Функции биологических мембран следующие:Отграничивают содержимое клетки от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы. Обеспечивают транспорт веществ в клетку и из нее, из цитоплазмы в органеллы и наоборот. Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование сигналов из окружающей среды, узнавание веществ клеток и т. д.). Являются катализаторами (обеспечение примембранных химических процессов). Участвуют в преобразовании энергии. К основным функциям биологических мембран можно отнести:отделение клетки от окружающей среды и формирование внутриклеточных компартментов (отсеков); контроль и регулирование транспорта огромного многообразия веществ через мембраны; участие в обеспечении межклеточных взаимодействий, передаче внутрь клетки сигналов; преобразование энергии пищевых органических веществ в энергию химических связей молекул АТФ . транспортная— через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке соответствующего pH и ионной концентрации, которые нужны для работы клеточных ферментов. матричная— обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие; механическая — обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечение механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество. энергетическая— при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях, в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки; рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы). ферментативная— мембранные белки нередко являются ферментами. Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты. Способы поступления веществ в клетку.Процесс поступления веществ в клетку называется эндоцитозом. Различают пиноцитоз и фагоцитоз. Фагоцитоз ( от греч. фаго- пожирать) поглощение клеткой твердых органических веществ. Оказавшись около клетки, твердая частица окружается выростами мембраны. В результате, частица оказывается заключенной в мембранный пузырек, который называется фагосомой и оказывается внутри клетки. Пиноцитоз (от греч. пино-пью) процесс поглощения клеткой мелких капель жидкости с растворенной высокомолекулярными веществами. Осуществляется путем захвата капель выростами цитоплазмы. Захваченные капли погружаются и усваиваются в цитоплазме. Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами. Важнейшая функция биологических мембран — регулирование транспорта ионов, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена веществ, барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Литература:Артюхов В.Г. Рыбальченко В.К. Болдырев А.А., Илюха В.А., Кяйвяряйнен Е.И. Хасенов Р.Е. Геннис Р. |