Том 1 (1109823), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Этот процесс генерирует градиент уча+ и К+ поперек мембраны. Протонный насос растений и грибов сходен с иатриевым насосом хсивотных. Растительный белок фосфорилируется в цепи реакций, похожей на описанную выше. Несмотря на сходство в химической структуре и механизме работы фермента, эти два насоса используют разные катионы: Н' — у растений и грибов, 1ча — у животных. ЭНДОЦИТОЗ И ЭКЗОЦИТОЗ При эндоцигпозе вещества попадают в клетку в результате инвагииации (впячивания) плазматической мембраны.
Образующиеся при этом мелкие мешочкоподобныс структуры отщепляются от плазматической мембраны и переносятся в цитоплазму вместе с заключенными а них веществами. Захват плотных частиц, таких, как бактерии, называют фагоцмпюзом, от греческого слова ржаве(п — «есгыч мнопге одноклеточные организмы, например амебы, питаются именно таким способом. Среди организмов, рассматриваемых в этой книге, фагоцитоз характерен для плазмодиальных и клеточных слизевиков (рис. 4-11). Поглощение растворенных веществ в отличие от плог- Рнс. 4-П. Амебоидная питающаяся ста- дия развшпия клеточного слизевика Гг!сгугжге!!игп аигегоп. Амебы пшпались путем фагоцитоза. Обратите внимание на бактернальньм клетки Бзсдепсдш сой внутри амеб а снаружи Рис. 4-10.
Модель рабптьг натриево- калиевого насоса. А. Ион%а» в цито- плазме соединяется с молекулой транс- портного белка. В. Реакция с участием А ТР, в результате которой фосфатнал ~рукла (Р! присоединяется к белку, а АОР (аденозинднфпсфат1 высвобо- гедается. В. Фосфорилирование индуци- рует изменение конформации белка, чпю приводшп к высвобождению Иа за пределами клетки. Г. Ион К+ во внекле- точном проппранстве свя.гывается с тратпортным белком (!(1, который в этой форме более приспособлен для сое- динения с К+, чем с Иа».
Е. Фосфатная группа отщепляется от белка, вызывая восстагговпг ние первоначальной формы, а ион К+ высвобождается в ципюплаз- му. Транспортный белок теперь готов к выносу другого нона Иа нз клетки ных частиц иногда обозначают специальным термином пиноцнтоз (от греческого р!пеш — «пить»), хотя в принципе это тот жс фагоцитоз. Пиноцитоз встречается не только у одноклеточных организмов, но и у многоклеточных растений и животных. Фагоцитоз и пиноцитоз могут происходить в обратном направлении.
Многие вещества экспортируются из клеток в пузырьках или специальных вакуолях. Хороший пример— участие пузырьков диктиосом в формировании клеточной оболочки, описанное в гл. 2. Эти пузырьки с заключенными в них компонентами клеточной оболочки движутся к поверхности клетки. Когда они достигают плазматической мембраны, окружающая их мембрана сливается с ней и содержимое пузырьков присоединяется к формирующейся клеточной оболочке. Обратный эндоцитоз называют экзоцитозом. Хотя фагоцитоз и пиноцитоз на первый взгляд отличаются от мембранных транспортных систем, в которых участвуют молекулы-переносчики, они имеют одну и ту же основу.
Все три механизма зависят от способности мембраны . узнавать» определенные молекулы. ТРАНСПОРТ ЧЕРЕЗ ПЛАЗМОДЕСМЫ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Как описывалось в гл. 2, клетки растений соединены тонкими тюками щпоплазмы (плазмодесмами), по которым вещества поступают из клетки в клетку. Для обозначения взаимосвязанных протопластов н нх плазмодесм употребляется термин симляаст. Движение веп1еств по плазмодесмам назьгяают си.ипяастным транспортом. В отличие от этого движение веществ по непрерывной системе клеточных оболочек, или аиоиласту, окружающему снмпласт, называют аиолластиым транспортом. Плазмодесмы могут обеспечить более эффективный обмен веществ между соседними клетками, чем менее прямой альтернативный путь через плазматическую мембрану, клеточную оболочку н вторую плазматическую мембрану.
Считается, что клетки и ткани, удаленные от непосредственных источников питательных веществ, могут снабжаться нми путем простой диффузии или через плазмодесмы. Возможно, некоторые вещества передвигаются по плазмодесмам к ксилеме и флоэме (проводящим тканям сосудистых растений) и обратно. Вещества могут проходить по десмотрубочкам, которые соединяются с эндоплазматическим ретикулумом соседних клеток, и(или) по каналам, окружающим десмотрубочки, при условии, что десмотрубочки и(нлн) каналы не пережаты и не заблокированы (рис. 4-12).
Доказательства межклеточного транспорта через плазмодесмы были получены в экспериментах с использованием флуоресцентных красителей и регистрацией электрических импульсов. В первых было продемонстрировано, как краситель, с трудом проходящий через плазматнческую мембрану, перемещается из клетки, в которую он был введен путем инъекции, в соседние и прилегающие к ним клетки (рис. 4- 13). Электрические импульсы, поданные внутрь клетки, регистрируются электродами, введенными в соседние клетки.
Величина измеряемого электрического сигнала варьирует в зависимости от плотности расположения плазмодесм, числа и размеров клеток между двумя электродами. Могут лн плазмодесмы как-то регулировать движение веществ из клетки в клетку, до сих пор не выяснено, хотя некоторые исследователи считают, что у некоторых плазмо. десм могут бызь гклапаны». Плазматнческая мембрана регулирует передвижение веществ в клетку и из клетки, создавая для нее возможность поддерживать свою структурную и функциональную целостность. Эта регуляция зависит от взаимодействия мембраны н веществ, проходящих через нее. Вода — одно из основных веществ, поступающих в клетки и выходящих из ннх. Вода движется объемным потоком, а также путем диффузии и осмоса. Направление движения воды определяется водным потенциалом, т.
е. вода перемещается из области высокого водного потенциала в область более низкого. Объемный поток — зто движение воды, например, по наклонной плоскости или под давлением. Диффузия определяется хаотичным движением молекул и приводит к нетто-движению по градиенту концентрации. Двуокись углерода и кислород — два главных вещества, которые перемещаотся в клетки и нз клеток, диффундируя через мембрану. Диффузия наиболее эффективна на малых расстояниях и при крутом градиенте концентрации.
Скорость движения веществ внутри клеток увеличивается за счет токов цитоплазмы. Осмос — это движение воды через мембрану, которая пропускает воду н не пропускает распюренные в ней вещества. Такая мембрана называется полупроницаемой. В отсутствие других сил осмотнческое движение воды происходит из области более низкой концентрации растворенного вещества (гнпотонической среды с более высоким водным потенциалом) в область более высокой концентрации растворенного вещества (гипертоническую среду с более низким водным потенциалом). Тургор (упругость) растительных клеток— результат осмоса. Эццопяззмзтпчеекяи регякуяум десмптр Первичная оболочка Б Средяяязя пластинка Пяззмзгячееизя мембрана Каяьцевп цятопяззм Первичная оболочка Перехват Б юигей иаявл п.аглхчвдесмы, открыты. Б.
Колыгевпй слой открыт, а деемотрубочка закрыта. В. Деемвтрубичкв от«рыта, а кольцевой слой пережат с обоих хвяцов Рис. 4-!2. Схема ввзможяьи изменений в структуре плвзмадеем. А. Деемоягру- бочка и кольцевой слой цитппиимы, рвепапижеияый между деемотрубочкой и пзазматической мембраяой, выетиза- Рис. 4.13. Тычияочиые нити Бегсгеазев ригригеа дв (А) и после (Б) введение в одну из клеток флуоресцентного красителя (дияетриевпй соли фпуврегцеияа). После введения лрвеатеяя в цюпипзазму клетки (втмечена егпреяхпй) он перемеетизея в цгипоплазму соседних изеиюх.
Б. Через две минуты висле инъекции. Ввиду того чию плазмвтичесчая мембрана непрвпиияемв дпя красителя, оя двигается из хлеигхи в каетку по плазмвдеснам, првходягции через оболочки евеедиих хлеиюк Согласно жидкостно-мозаичной модели, клеточные мембраны состоят из бислоя липидов, в который погружены глобулярные белки. Некоторые белки действуют как переносчики, транспортируя молекулы через мембрану. Если транспорт с помощью переносчиков идет по градиенту концентрации, ега называют облегченной диффузией. Если же транспорт требует энергетических затрат, он называется активным транспортом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
