Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 16
Текст из файла (страница 16)
ингибируется уабаином. 3. Система трубчатых цистерн в мышечных клетках, которая при помоши АТР-зависимого Са'+-насоса накапливает ионы Саз', называется И. В плазматической мембране клеток большинства позвоночных содержится переносчик, осушествляюший обмен ; он играет важную роль в регуляции внутриклеточного рН и является мишенью для лекарственного препарата , обладаюгцего ингибиторным действием. К. Тонкие пальцевидные выросты, называемые , на апикальных поверхностях эпителиальных клеток почек и кишечника увеличивают всасывающую площадь последних в 25 раз. Л.
Транспорт некоторых сахаров через плазматнческую мембрану бактерий сопряжен с их фосфорилированием во время переноса, при этом в качестве донора макроэргического фосфата используется фосфоенолпируват, а не АТР. Этот тип транспорта называется М. Бактерии с двойными мембранами на поверхности клеток (например, Е. сон) содержат ряд белков, образующих каналы в наружной мембране. Эти белки носят название 68 Глава Н В пространстве между внутренней и наружной мембранами находятся только водорастворимые белки, которые связывают растворенные вещества на первом этапе нх переноса, а также действуют как рецепторы при хемотаксисе.
Н. Белки- образуют поры в мембране клеток эукариот; эти поры заполнены водой. Почти все эти белки в плазматической мембране эукарнот осуществляют избирательный транспорт ионов и называются поэтому О. Известны четыре вида сдан~он, которые могут привести к открыванию или закрыванию ионных каналов, имеющих «воротам и П. Неодинаковое распределение ионов по двум сторонам от плазматической мембраны приводит к возникновению на ней электрического потенциала, называемого , Он целиком зависит от существования каналов, благодаря которым проницаемость мембран большинства животных клеток для ионов К+ в 100 раз выше, чем для ионов На+.
Р. За счет регулируемых потенциалом ионных каналов, шиеющихся в плазматических мембранах, нервные н мышечные клетки могут проводить , который представляет собой кратковременную самораспространяющуюся деполяризацию мембраны. С. Очень важный метод, при помощи которого можно изучать поведение отдельных каналов в клеточных мембранах, называют техникой Т. Специфическими ингибиторами натриевого канала являются токсичное вещество (ТТХ), содержащееся в деликатесной, но опасной японской рыбе из семейства иглобрюховых, и яд , обнаруженный в моллюске, питающемся динофлагеллятами (вызываюшими «красное цветение» моря).
У. Передача сигналов от нервных клеток к клеткам-мишеням происходит через особые области, известные под названием , где регулируемые ионные каналы клетки-мишени отвечают на присутствие сигнальной молекулы-медиатора, называемого открыванием илн закрыванием каналов и изменением потенциала на мембране. Ф. При передаче сигнала от нервных клеток к клеткам скелетных мыпщ из нервных клеток выделяется , который связывается с , находящимися в мембране мышечных клеток (в участке нервно-мьппечного соединения). Х.
Небольшие гнцрофобные молекулы, которые увеличивают проницаемость мембраны для определенных ионов, называются Известны два типа таких веществ: и . Валиномицин и А23187 — примеры веществ первого типа, специфичных к и соответственно; грамициднн А — классический пример вещества второго типа. 6-21 Укажите, какие из следуюших утверждений правильные, а какие-нет.
Если утверждение неверно, объясните почему. А. Плазматическая мембрана непроницаема для всех заряженных молекул. Б. Все известные до сих пор транспортные белки мембран пронизывают липндный бислой. Их полипептидные цепи обычно перешнуровывают мембрану несколько раз. В. Лиганды белков-переносчиков перемещаются наподобие вращающейся двери, не нарушая целостности липидного бислоя. Г. На работу (Ха» + К»)-насоса расходуется третья часть общего Плазматическая мембрана 59 и се — Д. г; й 1- »: и и гм в :я т ь ,'а :я И.
» 1 ч и в Л. х к и Я о ); Н. х Гормон инсулин — это небольшой белок, который связывается с рецептором на плазматической мембране жировых клеток. В результате этого связывания скорость поглощения глюкозы клетками резко и быстро (в течение нескольких минут)' возрастает, причем это увеличение не блокируется иигнбиторами синтеза белков или гликозилирования.
Следовательно, инсулин должен 6-22 количества генерируемой в клетках АТР; он обеспечивает поддержание высокой концентрации К» внутри клеток, регуляцию клеточного объема, а также поглощение сахаров и аминокислот в кишечнике и почках. АТР обеспечивает (Ха» + К+)-насос энергией, фосфорилируя остаток аспарагиновой кислоты только при связывании Ма"; образовавшийся аспартилфосфат дефосфорилируется только при связывании К'. Конформационные изменения, сопровождающие цикл фосфорилирования — дефосфорилирования, приводят насос в действие. В покоящейся мышце кальпиевый насос саркоплазматического ретикулума фосфорилируется; при этом он активируется и поддерживает внутриклеточную концентрацию Саз+ на низком уровне.
При возбуждении мышцы этот насос дефосфорилируется и тем самым инактивируется, в результате чего ионы Са~+ выходят из саркоплазматического ретикулума и происходит инициация мышечного сокращения. Светоиндуцируемая протонная помпа у На/оЬасгеггиа синтезирует АТР из АДР и неорганического фосфата, когда ионы Н+ откачиваются из клетки через мембрану. Для увеличения внутриклеточного рН при оплодотворении яиц морского ежа необходимо присутствие ионов натрия во внешней среде.
Увеличение рН ингибнруется лекарственным препаратом амилоридом, что указывает на участие в этом процессе переносчика, обменивающего ионы Ха+ на Н+. Белки, формирующие каналы (напрнмер, потенциалзависимый Ха+-канал), переносят ионы гораздо быстрее, чем белки-переносчики (такие, как (Ха+ + К')-насос), при этом они не зависят от источников энергии; следовательно, транспорт при помощи каналов-это всегда пассивный транспорт.
Потенциал покоя на мембране типичной животной клетки возникает преимущественно благодаря работе (Ма" + К )-насоса, который за каждый цикл переносит три иона Ма+ из клетки и два иона К" в клетку, в результате чего внутри нее накапливается избыточный отрицательный заряд. При возбуждении нервной клетки поступление ионов Ха' в нее ограничивается двумя процессами: 1) мембранный потенциал достигает значения потенциала равновесия для ионов Ма', что приводит к прекращению дальнейшего входа этих ионов, и 2) Ха»-каналы инактивируются и не могут снова открыться, пока не восстановится исходный уровень потенциала покоя. Градиент потенциала между поверхностями липидного бислоя резко меняется при прохождении нервного импульса, что вызывает конформационные изменения в белках, формирующих потенциал- зависимые каналы. Ионные каналы, состояние которых регулируется лигандами, открываются в ответ на появление специфических нейромеднаторов в микроокружении этих каналов, однако они нечувствительны к мембранному потенциалу.
Следовательно, сами по себе они не могут генерировать потенциал действия. 60 Глава 6 увеличивать активность переносчика глюкозы в плазматнческой мембране, но не общее число таких переносчиков в клетке. Результаты двух описанных ниже опытов указывают на возможный механизм действия инсулина. В первом опыте измеряли начальную скорость поступления глюкозы в контрольные клетки и в клетки, обработанные инсулином.
Результаты приведены на рис. 6-9. Во втором опыте измеряли концентрацию переносчика глюкозы во фрагментах мембран, полученных из контрольных клеток и клеток, обработанных инсулином (табл. 6-5). О концентрации переносчика сулили по количеству связанного цитохалазина В, содержащего радиоактивную метку. 8 к и й го й ~Е о о ю го Квнцвнгрвццн тнюквви, юм Таблниа 6-5.
Количество переносчика глюкозы, связанного с плазматической мембраной и с внутренними мембранами, в присутствии и в отсутствие инсулина (залача 6-22) Рвс. 6-9. Скорость поглогпения глюкозы клетками в присутствии и в отсутствие инсулина (задача 6-22). Связанный Н-нитохалвзии В, имвЯмнн. Мг белка везикул) Мембранная фракнна Обработанные клетки (+ инсулин) р Необработанные клетки ( — инсулин) 4480 480 Нлазматическая мембрана Внутренние мембраны 890 4070 6-23 Сколько энергии требуется для переноса веществ через мембрану? Или, другими словамн, какой величины градиент концентрации вещества может поддерживаться за счет гидролиза АТР при его активном транспорте, который зависит прямо или косвенно от АТР? Изменение свободной энергии (Лбм) при транспорте 1 моля вещества внутрь клетки можно вычислить следующим образом; С, Лбм = — 2,3 ЯТ 108 го — ' + гЕ К С; где Я вЂ” газовая постоянная, 1,98 х 10 ' икал/(К.моль), Т вЂ” абсолютная температура в К (37'С = 310 К), С,-концентрация растворенного вещества в среде, С,-концентрация растворенного вещества внутри клетки, г — валентность (заряд) растворенного вещества, Р-постоянная Фарадея, 23 ккал!(В.моль), )т †мембранн потенциал в вольтах (В).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
