Разные решённые билеты (1123252), страница 5
Текст из файла (страница 5)
С. Синджером и Г. Николсоном, которые предположили, что с белкамивзаимодействуют не отдельные липидные молекулы, а их комплексы — мицеллы и что только около30% липидных молекул вступают в непосредственные связи с белками. Мембрана представляетсялипиднымбислоем,вкоторыйвкрапленыпротеиновые молекулы и их комплексы (белковыеглобулы).Рис. 42. Мозаичная модель биомембраны:1—белковые глобулы: 2 — липидное «озеро»Толщина биомембран – 10нм22.22.Фазовое состояние фосфолипидов в мембране. Фазовые переходы мембранныхлипидов.
Модельные липидные мембраны: плоские бислойные липидные мембраны (БЛМ),липосомы; использование их для изучения свойств биологических мембран. Липосомы вмедицине.Фазовые переходы липидов в мембранах.Согласно различным физическим методам исследования в фосфолипидной мембране при понижениитем-ры происходит переход из ЖК-состояния в гель-состояние, которое условно иногда наз-юттвердокристалическим.В гель-состоянии мол-лы расположены еще более упорядоченно чем в ЖК.
Все гидрофобныеуглеводные хвосты фосфолипидных мол-л в гель-фазе полностью вытянуты строго параллельно другдругу. В жидком кристалле за счет теплового движения возможны транс-гош переходы, хвост молекулизгибаются, их параллельность друг другу в отдельных участках нарушается, особенно сильно всередине мембраны.Толщина мембраны в гель-фазе значительно больше, чем в жид.крист-ле. Однако при переходе изтв.состояния в ЖК-состояние объем несколько увеличивается, потому что значительно увеличиваетсяплощадь мембраны, приходящаяся на1 мол-лу. Т.к.
в тв.состоянии больш порядок, чем в ЖК, емусоответствуем меньшая энтропия.Для норм. Функционирования мем-на должна быть в ЖК-состоянии.Температура фазового перехода понижается при увеличении числа ненасыщенных связей в жирнокислотных хвостах. В хвосте мол-лы может быть до 4х ненасыщенных связей.Создание бимолекулярных плоских липидных мембран связано с именем П.
Мюллера и его сотрудников,разработавших в 60-е годы методы получения их в лаборатории. Капля фосфолипида в органическомрастворителе (например, гептане) наносится на тефлоновую пластинку, в которой сделано отверстиедиаметром около 1 мм. Пластинка встраивается в качестве перегородки между двумя сосудами с водой.Под действием поверхностного натяжения из капли образуется пленка, состоящая из двойного слоялипидных молекул.
Ее толщина (6— 7,5 нм) меньше длин волн видимого света, поэтому такая мембранаего не отражает и представляется абсолютно черным телом. Ее нередко называют черной мембраной.Каждый из ее слоев может быть построен как из одинаковых, так и разных липидов, симметрично илиасимметрично. В них удается внедрять (инкорпорировать) белковые молекулы.Липосомами называют липидные пузырьки, получаемые встряхиванием сухих липидов в водно-солевомрастворе. При обработке суспензий ультразвуком образуются пузырьки со стенками, состоящими избимолекулярного липидного слоя.
Путем наслоения таких бислоев друг на друга возникаютмногослойные пузырьки диаметром от 5 до 50 мкм. В них толщина каждого бимолекулярноголипидного слоя составляет 6—7,5 нм, а водное пространство между слоями — 1,5—2 нм. Размеры иформа многослойных липосом зависят от рН среды, ее солевого состава и других факторов. Диаметроднослойной липосомы равен 25—30 нм, треть чего приходится на внутреннее водное пространство, адве трети — на концентрическую липидную оболочку.23.Жидкостно - мозаичная модель мембраны. Особенности фазовых переходов вмембранных системах Подвижность фосфолипидов в мембранах, флип-флоп переходы.Подвижность мембранных белков.Жидкостно-мозаичная модель биомембраны.предложена в 1972 г.
С. Синджером и Г. Николсоном, которые предположили, что с белкамивзаимодействуют не отдельные липидные молекулы, а их комплексы — мицеллы и что только около30% липидных молекул вступают в непосредственные связи с белками. Мембрана представляетсялипидным бислоем, в который вкраплены протеиновые молекулы и их комплексы (белковые глобулы).Перед мысленным взором одного из авторов мозаичной модели клеточная мембрана предстала в виделипидного океана, в котором плавают белковые айсберги разной величины. Взглянув на схемумозаичной модели (рис. 42), можно понять, что образ океана с айсбергами отражает вид БМ только состороны одной поверхности. Он не учитывает, что высота отдельных айсбергов больше глубины океанаи они выходят за пределы его дна. С учетом этих замечаний мозаичная модель представляется вполнереальной, что подтвердилось при изучении, прежде всего, внутрик леточных мембран.Подвижность фосфолипидов в мембране: функционирование мембран очень сильно зависит от ихмикровязкости.
Гидрофобные силы препятствуют выходу фосфолипидов из мембраны. Возможнолотеральное движение, вращательное движение и флип-флоп поворот.24.Транспорт веществ через мембраны. Электрохимический потенциал. Биофизическиемеханизмы трансмембранного переноса. Пассивный и активный транспорт, принципиальныеразличия между ними.Мембрана выполняет 2 противоположные ф-ии:1)Препятствует перемещению чужеродных вещ-в ч/з клетку2) Транспорт вещ-в в клеткуВиды транспорта:1.К пассивному транспорту относят трансмембранный массоперенос, происходящий внаправлении действия концентрационного, электрического, осмотического и фильтрационного(гидростатического) градиентов.
Так как по отношению к одному и тому же веществу они могут бытьнаправлены противоположно, то при анализе такого массопереноса необходимо учитыватьтермодинамическое сопряжение всех физико-химических градиентов.2.Активным транспортом называют перенос вещества в направлении, противоположном тому,которое предопределено термодинамическим сопряжением перечисленных выше градиентов.Движущей силой активного транспорта служит химический потенциал, обусловливающий в БМтечение ферментативных реакций, поставляющих свободную энергию для преодоления градиентов.Связан с затратой энергии.3.Цитоз – связан с существенной перестройкой мембраны.Электрохимический потенциал – величина численно равная энергии Гиббса на 1 моль вещества,помещенного в эл.поле.
изменение этого потенциала численно равно работе, которую нужно затратит,чтобы синтезировать 1 моль вещ-ва из исходных продуктов и поместить его в растворитель,сконцентрировать с конц.1до конц.2, преодолеть силы электростатического отталкивния при наличииразности потенциалов между растворами.25.Связь проникновения веществ через мембрану с особенностями ее строения и природойпереносимого вещества. Роль переносчиков и каналов в пассивном транспорте гидрофильных веществчерез биологические мембраны.26.Движущие силы переноса при пассивном транспорте.
Связь проницаемости мембран срастворимостью проникающих веществ в липидах. Проницаемость мембран для воды.27.Виды пассивного транспорта: диффузия (простая, облегчённая), осмос, фильтрация.Диффузия незаряженных частиц. Градиент концентрации. Закон Фика.Виды пассивного транспорта.Простая Диффузия – самопроизвольное перемещение вещ-ва из мест с большей концентрации в местас меньшей концентрацией вещ-ва вследствие хаотического теплового движения мол-л. Включает в себяосмос, транспорт через липидный слой, через поры в липидном бислое и через белковую пору.Облегченная диффузия происходит при участии молекул переносчиков, с подвижным переносчикомили фиксированным.Фильтрация – движение раствора ч/з поры в мембране под действием градиента давления.Диффузия веществ. Закон Фика.Диффузия – самопроизвольное перемещение вещ-ва из мест с большей концентрации в места сменьшей концентрацией вещ-ва вследствие хаотического теплового движения мол-л.28.Простая диффузия.
Облегченная диффузия. Транспорт через мембраны с участиемпереносчиков. Осмос. Пиноцитоз.Отличия облегченной диффузии веществ от простой. Перенос вещ-ва с участием переносчика происходит значительно быстрее Облегченная диффузия обладает св-ом насыщения При облегченной диффузии наблюдается конкуренция веш-ва за переносчик Есть вещ-ва, блокирующие переносчик В основном переносятся аминокислоты и сахара (моносахара) Переносчики подвижныОсмос.Осмос – преимущественное движение молекул воды ч/з полупроницаемые мембраны (непроницаемыедля растворенного вещ-ва и проницаемые для воды) из мест с меньшей концентрацией в места сбольшей концентрацией. Осмос – по сути дела, простая диффузия воды из мест с ее боьшейконцентрацией в места с меньшей концентрацией воды.
Осмос играет большую роль во многихбиологических явлениях. Явление осмоса обуславливает гемолиз эритроцитов в гипотоническихрастворах.Пиноцитоз - захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами. Один изосновных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений, в частности белков иуглеводно-белковых комплексов.29.Диффузия частиц через полупроницаемую мембрану. Коэффициент распределения,коэффициент проницаемости.
Закон Фика для этого случая. Методы изучения проницаемостимембран.Коэффициент распределения, коэффициент проницаемостиP = const β, гдеР - коэффициент проницаемости барьера (мембраны) для вещества;β- коэффициент распределения вещества в системе липиды/вода.Так как коэффициент проницаемости пропорционален коэффициенту распределения (абсорбции), скоростьпроникновения различных веществ через мембраны существенно различна: вещество тем легче проникает черезклеточную мембрану, чем выше его растворимость в липидах.
Однако неверно полагать, что междупроницаемостью и растворимостью в липидах существует простая линейная связь. При достаточно высокихзначения коэффициента β вещество накапливается в липидных мембранах и утрачивает способность покидатьих. Таким образом, прослеживается следующая зависимость: с увеличением растворимости в липидахпервоначально проницаемость барьера для веществ растет, но достигнув определенного уровня, вновьпонижается.В исследованиях Проницаемость биологических мембран — одной из важнейших проблеммолекулярной биологии — большое значение имеют модельные мембраны: липидные монослои,искусственные двухслойные мембраны, многослойные замкнутые мембраны (липосомы) и т.п. Дляизучения Проницаемость биологических мембран широко применяются электро-химические,физические и химические методы.30.Транспорт электролитов. Электрохимический потенциал.
Ионные каналы. Ионнаяселективность мембран.31.Электродиффузионная теория, ее основные допущения. Диффузия заряженныхчастиц. Уравнение Теорелла. Уравнение Нернста - Планка.32.Активный транспорт веществ через биологическую мембрану. Опыт Уссинга.Существование актив.транспорта веществ ч/з биологические мембраны впервые было доказано вопытах Уссинга на примере переноса ионов натрия ч/з кожу лягушки.Камера была заполнена раствором Рингера иразделена кожей лягушки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
