Биологиялық мембрананың өткізгіштік механаимі. Иондық каналдар және тасымалдаушылардың құрылысы мен функциясы. Электрогенез механизмі

Презентация қосу

Тақырыбы: Биологиялық мембрананың өткізгіштік
механаимі. Иондық каналдар және тасымалдаушылардың
құрылысы мен функциясы. Электрогенез механизмі.
Жоспар:
I. Кіріспе.
II. Негізгі бөлім.
• Биомембраналар құрылысының, қызметтерінің жалпы
сипаттамасы; Мембрана липидтері;
• Мембрана ақуыздары. Мембрана арқылы (трансмембраналық)
заттардың өткізілуі.
• Жасушадағы заттар ағыны туралы түсінік
-жасушаішілік везикулалық тасымалдау;
• Ұсақ молекулалы заттардың өткізілуі:
III. Қорытынды.
IV. Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
Биомембраналық тасымалдаудың маңызы және оның
атқаратын функциясы өте жоғары. Өйткені организмде өтетін
негізгі ассимиляция және диссимиляция үрдістері және көптеген
бақса үрдістер осы мембрананың өткізгіштік қасиетіне тікелей
байланысты. Ол, әсіресе медицина қызметкерлеріне өте қажет.
Мысалға, дәрілік препараттардың организмге әсер етуі және т.б.
мәселелер.
Белсенді тасымалдау-мембрана арқылы заттардың өткізілуі
транслоказалар көмегімен жүзеге асады, бірақ бұл кезде заттар
олардың концентрация градиентіне қарама-қарсы бағытта, яғни
концентрациясы аз ортадан концентрациясы жоғары ортаға,
өткізіледі.
Биомембраналар заттарды таңдамалы өткізу қасиетіне ие, яғни
олар заттарды жасушаға не жасушадан сыртқы ортаға түрліше
өткізіп, цитоплазманың және органелалардың ерекше
биохимиялық құрылымдарымен қасиеттерін қалыптастырады.
Биомембраналар ақпараттардың (сигналдың) жасуша аралық және
жасуша ішілік берілуін жеңілдетеді және қамтамасыз етеді.
Мембраналар молекулалық ақпараттарды қабылдайтын, оларды
өңдеп сыртқа беретін орын болып табылады.
Биомембраналардың бәрінің құрылысы, жалпы
алғанда, ұқсас жоба күйінде құрылған.

Биомембраналардың негізі болып амфифильдік (екі ұшы екі
түрлі –гидрофильді және гидрофобты) липидтердің қос қабаты
саналады. Мембраналық липидтердің әрбір молекуласының –
гидрофильдік «басы» және екі гидрофобтық «құйрығы» болады.
Гидрофобтық «құйрықтардың» әрқайсысы ұзын көмірсутек тізбегі
болып табылады, оның біреуі қаныққан (яғни қосарланған
байланыстары жоқ), екіншісі қанықпаған (бір не бірнеше
қосарланған байланыстары болатын) болып келеді.
Сулы ортада осындай амфифильдік молекулалар өздігінен қосқабат
пайда етеді,онда молекуланың гидрофобтық ұштары (құйрықтары)
бір біріне бағытталса, гидрофильдік ұштары («бастары») сулы ортаға
қарай бағытталған.
Биомембраналардың құрамына липидтермен бірге ақуыздар да
кіреді. Олардың екі түрі белгілі: интегралдық және шеткі
(перифериялық) ақуыздар. Интегралдық ақуыздар мембранаға
терең батып липидтік қосқабатты тесіп өтіп орналасқан, ал шеткі
(перифериялық) ақуыздар мембрананың тек бір бетімен (сыртқы
не ішкі) ғана байланысқан.
Ақуыздардың липидтік қосқабатпен әрекетесуі әдеттегідей болады,
яғни липидтердің гидрофобтық бөлігімен полярлы емес
(гидрофобты) аминқышқылдар радикалдары әрекеттессе,
гидрофильдік «бастарымен»–полярлы және зариядталған
радикалдар байланысады.
Көптеген биомембраналарда липидтермен ақуыздардан басқа
көмірсулар да кездеседі, бірақ олар дербес компоненттер ретінде
емес, липидтер, ақуыздар молекулаларымен байланысқан күйінде
болады (гликолипидтер, гликопротеиндер). Көмірсулар көбінесе
олигосахаридтік тізбектер күйінде болады және плазмолемманың
(цитоплазма мембранасының) сыртында орналасады.
Биомембраналардың мұндай құрылысын –сұйық мозайкалық
моделі деп атайды және оны алғаш ұсынғандар Дж. Зингер мен
Г.Николсон болатын (1972).
Биомембранада липидтер мен ақуыздар массасының ара қатынасы
шамамен бірдей-1:1, бірақ кейде ол 4:1 ден 1:4 аралығында өзгеріп
отырады.
Биомембраналардың қалыңдығы липидтер молекулаларының
ұзындығына байланысты болады, яғни олардың көмірсу
«құйрықтарының» ұзындығы 2нм дей, ал қосқабатта ол 4нм-ге тең.
Липидтік қосқабаттың (екі гидрофильдік «бастарын» қоса алғанда)
қалыңдығы 5,3нм.
Ақуызмолекулаларының есебінен мембрана тағыда 7–10нм
жуандайды. Сонда биомембраналардың минималдық қалыңдығы 12–
15нм аралығында болады.
Биомембраналардың
негізгі қызеттері мен
қасиеттері
1. Биомембраналар–тұйық құрылымдар, яғни олардың ұштары
ешуақытта да ашық болмайды, липидтік қосқабат өздігінен тұйықталып
дербес, шектелген қуыстар (компортменттер) пайда етеді. Тек осы жағдайда
ғана липидтердің гидрофобтық ұштары сұлы ортадан оқшауланған болады.
2. Биомембраналар заттарды таңдамалы өткізу қасиетіне ие, яғни олар
заттарды жасушаға не жасушадан сыртқы ортаға түрліше өткізіп,
цитоплазманың және органелалардың ерекше биохимиялық
құрылымдарымен қасиеттерін қалыптастырады.
3. Биомембраналар ақпараттардың (сигналдың) жасуша аралық және
жасуша ішілік берілуін жеңілдетеді және қамтамасыз етеді. Мембраналар
молекулалық ақпараттарды қабылдайтын, оларды өңдеп сыртқа беретін орын
болып табылады.
4. Мембраналар түрліше жасуша аралық байланысу арқылы
ұлпалардың түзілуін қамтамасыз етеді.
Гликопротеиндермен гликолипидтердің көмірсу қалдықтары жасушалардың
арнайы мембраналық антигендерін қалыптастырады (мыс. қан топтарының
антигендері, гистоүйлесімділік антигендері) және мембрана беттерін өте
жоғары иммунногенді етеді.
Биомембрана қабаттарының қозғалғыштығы.
Биомембраналар тұйық болуына қарамастан қатып қалған
құрылымдар емес, динамикалық болып табылады. Мембрана
компоненттері (липидтер, ақуыздар) өз қабаттары
жазықтығынада белсенді түрде латериалды (бүйірлі)
қозғалады, әсіресе липидтер. Мысалы, массасы 100 000 Да
болатын ірі ақуыз молекуласы 10 секундта 2,5 мкм
қашықтыққа, ал липидтер осы уақыт ішінде 5,5мкм ге дейін
жылжып қозғалады. Молекула өлшемдерімен салыстырғанда
бұл өте үлкен қашықтық болып табылады.
Бір қабат жазықтықта латериалды (бүйір) қозғалу мен бірге,
кейбір мембрана ақуыздары мембрана беттеріндегі орналасу
бағыттарын өзгертіп, айналмалы қозғалыс-та жасайды.
Мысалы, кейбір мембраналық тасымалдаушылар
мембрананың бір бетінен (гиалоплазма бетінен не сыртқы
бетінен) заттарды байланыстырып, 1800 айналып, екінші
бетінде сол заттарды босатып шығарады. Көмірсу
компоненттері бар ақуыздар(гликопротеиндер),
олигосахаридтердің өте жоғары дәрежеде гидрофильді
болуына байланысты, мұндай айналмалы қозғалыс жасай
алмайды.
6. Ассиметриялығы. Биомембраналардың сыртқы
және ішкі беттері құрамы бойынша ерекше
болады:
a) ақуыздардың және липидтердің көмірсу
компоненттері әдетте, плазмолемманың
(цитоплазма мембранасының) сыртқы бетінде
орналасады;
b) көптеген ақыздар барлық уақытта мембрананың
тек сыртқы бетінде, ал екіншілері тек ішкі
бетінде орналасады;
c) әдетте липидтік қосқабат та бір бірінен ерекше
болады.
Мембрананың құрылысы.
Мембрана липидтері.

Мембрана липидтерінің негізінен 4 түрі
белгілі:
1. фосфолипидтер (ФЛ);
2. сфинголипидтер (СЛ);
3. гликолипидтер (ГЛ);
4. стероидтар–холестерин (ХЛ).
Алғашқы үшеуінің молекуласы
гидрофильдік «бас», гидрофобтық
«құйрық» бөлімдерінен тұрады.
Фосфолипидтің, сфинголипидтің және
гликолипидтің схемалық құрылысы.
Амфифильдік қасиеті.
Амфифильдік липидтердің «жинақталу» әдістері
мембрана липидтерінің сулы ортада өздігінен табиғи
«жинақталу» нәтижесі екендігі белгілі.
Тәжірибе жағдайында осындай қосқабаттың қалыптасуы
нәтижесінде липосома деп
аталатын құрылымдар пайда болады.
Фосфолипидтер.
Фосфолипидтердің (ФЛ) «бас»
бөліміне бір бірімен байланысқан
азоттық негіз қалдығы (холин не
серин), фосфат тобы және
глицериннің 3 атомдық
спиртінің қалдықтары кіреді.
Бұлардың бәрі полярлы топтар,
сондықтан да олар гидрофильді
болады.
Гидрофобты «құйрықтардың»
құрамына кіретін май
қышқылдарының (МҚ)
қалдықтары глицеринмен
байланысқан. Қаныққан май
қышқылы ретінде пальметин қышқылы, ал қанықпаған май қышқылы ретінде
–олеин қышқылы кездеседі.
Кейбір мембраналар құрамында құрылысы жоғарыдағыдан өзгеше
фосфолипидтер де (ФЛ) кездеседі, мысалы, кардиолипиндер –бұлар бір бірімен
глицерин арқылы байланысқан 2 фосфатид қышқылы болып табылады.
Бұл молекулалардың 4 көмірсутек «құйрығы» және үлкен гидрофильді «басы»
болады. Плазмалогендерде бір май қышқылының орнына май қышқылының
альдегидінің қалдығы кездеседі.
Қорытынды
Биологиялық мембрана жасуша тіршілігінде аса маңызды
рөл атқарады. Ол жасуша және органоидтердің ішіне және сыртқа
қарай заттардың өтуін реттеп отырады. Кейбір заттар био
логиялық мембраналардан өте алмайды. Мұндай заттардың
биологиялық мембраналардан өтуін ерекше түтіктер жүзеге
асырады, олар заттарды қатаң бір бағытта тасымалдайды. Кей
заттар биологиялық мембранадан оңай өтеді. . Миллиондаған
жылдар бойы алғашқы түзілген биологиялық мембраналар бірте-
бірте күрделене түсіп, құрамына әр түрлі нәруыз молекулаларын
қосып отырған. Осылайша біртіндеп күрделену арқылы алғашқы
тірі организмдер (протобионттар) пайда болған. Биологиялық
мембрананың арқасында жасушаның беткі жағы аса төзімді және
серпімділік қасиетке ие болып, жеңіл жарақаттан оңай жазылып,
тез қалпына келеді.
Пайдаланылған
әдебиеттер:

1. Қуандықов.Е.Ө., Әбілаев.С.А. “Медициналық биология және генетика”
Алматы 2006ж.

2. Стамбеков.С.Ж., Петухов.В.Л. “Молекулалық биология” Новосибирск
2003ж.

3. Стамбеков.С.Ж. “Генетика” Новосибирс 2003ж.

4. Бират Көшенов “Медициналық биофизика”
5. Т.Қасымбаева., К.Мұхамбетжанов “Жалпы биология”
Назарларыңызға
рахмет

Ұқсас жұмыстар

Иондық каналдар мен тасымалдаушылар құрылысы мен қызметі. Электрогенез механизмі

Мембрана құрылысы

Биологиялық мембраналардың қызметтері

Иондық каналдар

Биологиялық мембраналар. Иондық каналдар. Электрогенез механизімі

Ионды каналдар

ӨСІМДІКТЕРГЕ СЫРТҚЫ ОРТАНЫҢ ҚОЛАЙСЫЗ ЖАҒДАЙЛАРЫНЫҢ ӘСЕРІ

Цитоплазмалық мембрана. Липидті би қабат. Мембраналы ақуыздар. Мембрана арқылы заттарды тасымалдау

Мембрана құрылысының бұзылуы

Биомембрана құрылымы, клетка қабырғасының құрылысы

Пәндер