Биологиялық мембраналар арқылы зат тасымалдау процесі

Кіріспе
Қолданылған әдебиеттер

Жасуша – организмнің қарапайым құрылымдық бірлігі, ол ядродан, цитоплазмадан тұрады, сыртынан жасушалық мембранамен қапталып тірі организмге тән қызметтерді атқарады: энергия мен зат алмасу процестері, тітіркену, өсу, жиырылу, генетикалық ақпаратты сақтау және тасмалдау. Жасуша жеке де, және көпжасушалы жануарлар мен өсімдіктер тіндерінің құрамында да өмір сүре алады. Тіндердің құрамында жасушалар маңызды тіндік элемент болып табылады. Барлық жасушалар прокариоттық және эукариоттық деп екіге бөлінеді. Прокариоттық жасушалардың ядросы мен органеллалары болмайды. Оларда генетикалық ақпарат тұйықталған сақина тәрізді екі қабатталған ДНК тізбегінде сақталады. Прокариоттық жасушалар қабырғасы тығыз. Оларда митоздық аппарат болмайды. Прокариоттарға кейбір бактериялар мен балдырлар жатады.
Барлық қалған жасушалар эукариоттық болып табылады. Олар прокариоттардан хромосомалар мен жасушаішілік мембраналардан құралған органеллалардың болуымен ерекшеленеді. Митоздық аппараттары бар.
Ересек адамның организмі шамамен 1013 жасушалардан тұрады, олар құрылысы мен қызметтері әртүрлі 200-ден аса түрлерге бөлінеді. Бірақ, оған қарамастан құрылыстарында ұқсастықтары болады. Эукариоттық жасуша келесі компоненттерден тұрады:
1. Жасушалық мембрана
2. Цитоплазма
3. Ядро
Олардың әрқайсысы бірнеше бөліктерден тұрады. Жасушалық мембрана үш бөліктен тұрады: сыртында гликокаликс орналасқан, одан кейін цитоплазмалық мембрана (цитолемма, плазмолемма) және мембранаасты қабаты - тірек-қимыл құрылымдары.
Цитоплазма да үш бөліктен тұрады: гиалоплазмадан, органеллалардан және қосындылардан.
Ядро төрт компоненттен тұрады: 1) ядролық қабықшадан немесе кариолеммадан, 2) ядрошықтан, 3) хроматиннен (хромасомалардан), 4) ядролық шырыннан (кариолимфадан).

1.Көшенов . Б. “медициналық биофизика” Алматы “Қарасай” 2008
2.Антонов В.Б. “ медициналық биофизика ”
3.Ремезов “ медициналық биофизика ”
4. Интернет желісі <>

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Биологиялық мембраналар арқылы зат тасымалдау процесі
Жасуша - тіндердің негізгі құрылымдық компоненті.
Жасуша - организмнің қарапайым құрылымдық бірлігі, ол ядродан, цитоплазмадан тұрады, сыртынан жасушалық мембранамен қапталып тірі организмге тән қызметтерді атқарады: энергия мен зат алмасу процестері, тітіркену, өсу, жиырылу, генетикалық ақпаратты сақтау және тасмалдау. Жасуша жеке де, және көпжасушалы жануарлар мен өсімдіктер тіндерінің құрамында да өмір сүре алады. Тіндердің құрамында жасушалар маңызды тіндік элемент болып табылады. Барлық жасушалар прокариоттық және эукариоттық деп екіге бөлінеді. Прокариоттық жасушалардың ядросы мен органеллалары болмайды. Оларда генетикалық ақпарат тұйықталған сақина тәрізді екі қабатталған ДНК тізбегінде сақталады. Прокариоттық жасушалар қабырғасы тығыз. Оларда митоздық аппарат болмайды. Прокариоттарға кейбір бактериялар мен балдырлар жатады.
Барлық қалған жасушалар эукариоттық болып табылады. Олар прокариоттардан хромосомалар мен жасушаішілік мембраналардан құралған органеллалардың болуымен ерекшеленеді. Митоздық аппараттары бар.
Ересек адамның организмі шамамен 1013 жасушалардан тұрады, олар құрылысы мен қызметтері әртүрлі 200-ден аса түрлерге бөлінеді. Бірақ, оған қарамастан құрылыстарында ұқсастықтары болады. Эукариоттық жасуша келесі компоненттерден тұрады:
1. Жасушалық мембрана
2. Цитоплазма
3. Ядро
Олардың әрқайсысы бірнеше бөліктерден тұрады. Жасушалық мембрана үш бөліктен тұрады: сыртында гликокаликс орналасқан, одан кейін цитоплазмалық мембрана (цитолемма, плазмолемма) және мембранаасты қабаты - тірек-қимыл құрылымдары.
Цитоплазма да үш бөліктен тұрады: гиалоплазмадан, органеллалардан және қосындылардан.
Ядро төрт компоненттен тұрады: 1) ядролық қабықшадан немесе кариолеммадан, 2) ядрошықтан, 3) хроматиннен (хромасомалардан), 4) ядролық шырыннан (кариолимфадан).

Жасушалық қабықша.
Жасушалық қабықшаның негізгі бөлігі цитоплазмалық мембрана (цитолемма) болып табылады, оның құрылысы қарапайым биологиялық мембраналарға ұқсас және басқа мембраналармен салыстырғанда өте қалың болып келеді (7,5-11 нм).
Биологиялық мембраналар - липопротеидтік комплекстер, жасушаны сыртынан қоршай орналасып, кейбір органеллалар мен ядро қабықшасын құрайды. Электронды микроскопта үш қабаттан тұрады (екі күңгірт және ашық түсті қабаттар). Жасушалық мембраналар липидтерден (40%), белоктардан (50%) және көмірсулардан (10%) тұрады.
Биологиялық мембраналардың қызметтері.
1. Шекаралық - жасушаны қоршаған ортадан, ядроны цитоплазмадан бөледі және т.б.
2. Тосқауылдық-қорғаныш: жасушаның ішкі ортасын сыртқы зиянды әсерлерден сақтайды.
3. Рецепторлық
4. Тасмалдау: заттардың жасушаға тасмалдануы - эндоцитоз, жасушадан тасмалдануы - экзоцитоз деп аталады.
5. Жасушааралық байланыстарға қатысу.
Жасушалық қабықшаның екінші бөлімі гликокаликс. Ол гликопротеиндер мен липопротеиндердің көмірсулық ұштарынан тұрады. Сонымен қатар, гликокаликстің құрамына үстіңгі және жартылайинтегральдық белоктар да кіреді. Бұл белоктар ферменттер қызметін атқарады. Гликокаликсте гистосәйкестік рецепторлары, иммуноглобулиндер орналасады, ферменттер және гормондардың рецепторлары адсорбцияланады.
Гликокаликстің қызметтері: 1. Рецепторлық (көрші жасушалар мен жасушааралық заттың молекулаларын анықтау); 2. Жасушааралық байланыстар; 3. Мембранада белоктардың орналасуын анықтау; 4. Заттарды тасмалдауға қатысу.
Жасушалық қабықшаның үшінші бөлімі - мембранаасты қабаты -тірек-қимыл құрылымдары. Оның құрамына жиырылу құрылымдары - актин филаменттері және тірек аппараты - кератин филаменттері кіреді.
Мембранаасты қабатының қызметтері: жасушаға пішін беру, жасушаның бетін өзгерте отырып эндо-, экзо- және фагоцитозға, жасушаның қозғалуына қатысу.

Жасуша ядросының құрылысы және қызметі
Жасуша ядросы оның компоненті болып табылады. Оның қызметтеріне жатады:
1. генетикалық мәліметтерді хромосомалардың ДНҚ молекулаларында сақтайды.
2. Жасушада өтетін синтетикалық және қалпына келу мен апоптоз үрдістерін қадағалау арқылы генетикалық мәліметтердің берілуін қамтамасыз ету.
3. Жасушаның бөлінуі барысында генетикалық мәліметті қайталауды және ұрпаққа беруді қамтамасыз ету.
4. Цитоплазманың, жасуша қабығының, циторецепторлардың құрылымдық-қызметтік жағдайын бақылау және реттеу.
Интерфазалық клеткаларда 4 құрылым ажыратылады: хроматин, ядрошық, ядро қабығы (кариолемма) және ядро шырыны (кариоплазма).
1. Хроматин. Хроматин дегеніміз хромосоманың интерфазалық өмір сүру түрі. Оның өзі эухроматин және гетерохроматин болып бөлінеді. Хромосоманың деконденсацияланған аймағы белсенді болады, ол жерде ДНҚ-ң транскрипциясы жүреді. Бұл аймақ эухроматин деп аталады. Конденсияланған немесе тығыз хроматин өте қанық базофилді, сондықтан ол микроскопта жақсы көрінеді. Хромосоманың бұл белсенді емес аймағы гетерохроматин деп аталады.
2. Ядрышық. Бұл ядроның тығызданған құрамдық компоненті. Жасушада біреу немесе бірнеше ядрошықтар болады. Ядрошық 10 хромосоманың (13,14,15,21,22 жұптар) аймақтарының жиынтығы. Бұл аймақтарды ядрошықтық ұйымдастырушылар деп атайды. Олар хромосомалардың екінші реттік буыншықтары маңында орналасып, рибосомалдық РНҚ (рРНҚ) - ның гендерінің көптеген көшірмелері болып табылады. Яғни ядрошықта ядрошықтық ұйымдастырушылардың ДНҚ-нан мәліметті рибосомалдық РНҚ түрінде көшіруі іске асырылады. Ядрошықтың қызметі - рибосомалдық РНҚ-ны
Ядрышықтың қызметтері - рибосомальдық РНҚ-ның синтезі және рибосомаларды түзеу. Ядрошықтық ұйымдастырушының гендерін транскрипциялау кезінде басында өте үлкен рРНҚ бастапқы молекуласы (молекула-предшественница) пайда болады. Ол цитоплазмада түзеліп, ядроға түскен ақуыздармен байланысады. Қосымша ақуыз молекулаларымен байланысатын кіші фрагменттерге бөлшектенетін рибонуклеопротеидтер (РНП) пайда болады. Бұл фрагменттердің біраз бөлігі рибосоманың үлкен, басқа бөлігі кіші суббірліктеріне айналады.
3. Ядролық қабықша немесе кариолемма. Сәулелік микроскоптық деңгейде ол ядроны қоршай орналасқан жіңішке табақша түрінде анықталады. Электрондық микроскопта құрылысы басқадай биологиялық мембраналарға ұқсас екі мембранадан тұратыны көрінеді. Сыртқы мембранасы эндоплазмалық тордың мембранасына жалғасады. Ол жерде рибосомалардың орнығуы мүмкін. Екі мембрананың арасында ені 20-40 нм болатын перинуклеарлық кеңістік болады. Ол түйіршікті ЭПТордың қуыстары сияқты болады да, ақуыз синтезінің өнімдері болуы мүмкін. Кейбір аймақтарда екі ядролық мембрана бір-бірімен түйіседі. Бұл аймақтарда кариолемманың тесікшелері (поры) түзеледі. Тесікшелерде гранулярлы және фибриллярлы құрылымдар болады, олар бірігіп тесікше кешенін құрайды. Тесікшелердің саны жасушалардың зат алмасу (метаболиялық) белсенділігіне байланысты: синтез үрдісі жоғарылаған сайын тесікшелердің саны көбейе түседі. Орта есеппен ядро қабығында 2000-4000 тесікшелер болады.
Кариолемманың қызметтері: бөлектеуші, қорғаныштық, ядродан цитоплазмаға және кері бағытта зат тасымалын, оның ішінде рибосомалардың да, реттеу. Тесікшелер кешенінің бұл үрдісте маңызы үлкен (диафрагманың және белсенді тасымал).
4. Ядро шырыны - кариоплазма. Бұл ядроның сұйық компоненті. Ол күрделі ақуыздардың, көмірсулардың, нуклеотидтердің коллоидты ерітіндісі. Кариоплазманың құрамына олармен қатар әртүрлі иондар және метаболиттер кіреді. Ақуыздардың ішінде гистондар, ферменттер, құрылымдық ақуыздардың маңызы, алатын орыны зор.
Кариоплазманың қызметтері: ядро тесікшелеріне қарай метаболиттердің жылдам диффузиясы үшін, рибосомалардың, м-РНҚ және т-РНҚ орын ауыстыруына қажетті микроортаны құрайды.

ПАССИВТІ ЖӘНЕ БЕЛСЕНДІ ТАСЫМАЛДАУ

Биологиялық мембрананың липидті биқабатының іші гидрофобты болады, сондықтан ол көптеген полярлы молекулалар үшін өткірлігі төмен бөгет болып табылады. Бұл қасиеттің арқасында клетканың құрамының тұрақтылығы қамтамасыз етіледі. Кейбір клеткалар суда еритін молекулаларды тасымалдау жолдарды құрайды.
Клеткада өтетін бірқатар процесстер (АТФ синтезі, қозу, иондық және су құрамын сақтау) заттың мембрана арқылы тасымалдауымен байланысты.
Нейтралды молекулалар мен иондардың тасымалдауының екі типі болады - белсенді және пассивті.
Белсенді тасымалдау АТФ молекуланың гидролизінің немесе митохондриялардың дем алу (тыныс) тізбегінен электронды көшіру есебінен химиялық энергияның жұмсалуымен жүреді.
Пассивті тасымалдау үшін химиялық энергия жұмсалмайды. Ол диффузия есебінен жүзеге асырылады.
Пассивті тасымалдаудың механизмдерің қарастырайық.
Судың тасымалдауы және әрекет потенциалы тараған кездегі жүйке талшықтарының цитоплазмалық мембранасы арқылы натрий және калий иондарының тасымалдауы пассивті тасымалдаудың белгілі мысалдары болып табылады. Тыныштық жағдайындағы клеткада өткірлікпен байланысты иондар жоғалады, патология жағдайында өткірлік өседі.
МЕМБРАНА АРҚЫЛЫ ЗАТТАРДЫҢ ПАССИВТІ ТАСЫМАЛДАНУЫ
Клеткалық мембраналар арқылы пассивті тасымалдаудың келесі түрлері бар (сүрет 1).

Сүрет 1. Пассивті тасымалдаудың түрлерінің жіктелуі (Антонов, 2000

Тасымалдаудың бұл түрлерін үш топқа біріктіруге болады:

* ҚАРАПАЙЫМ ДИФФУЗИЯ.
* САҢЫЛАУЛАР АРҚЫЛЫ ТАСЫМАЛДАУ
* ТАСЫМАЛДАУШЫЛАРДЫҢ КӨМЕГІМЕН ТАСЫМАЛДАУ (қозғалмалы тасымалдаушы, эстафеталық тасымалдау)

Тасымалдау механизмдеріне тәуелді екі топ болады:
1. Әр молекула басқа молекулалардан тәуелсіз тасымалданады және концентрациялық қанықтану эффектісі болмайды (қарапайым диффузия және саңылаулар арқылы тасымалдау, сүрет 2, а, б)
2. Тасымалдау молекула тасымалдаушымен байланысқаннан кейін жүзеге асырылады және концентрациялық қанықтану эффекті байқалады (сүрет 2в).

Сүрет 2. Мембраналар арқылы иондардың пассивті тасымалдауы.
А -- бүкіл биологиялық мембраналар; Б -- жүйке және бұлшық ет талшықтарының қозған цитомембраналары; В -- модельді мембраналар (ионофорлы антибиотиктардың қатысуымен). (Ю.А. Владимиров және басқалар, 1983)

Зарядпен байланысты зарядталмаған молекулалардың пассивті тасымалдауы және электролиттердің пассивті тасымалдауы болады.

БЕЙЭЛЕКТРОЛИТТЕРДІҢ ТАСЫМАЛДАУЫНЫҢ МЕХАНИЗМДЕРІ

Диффузия

Диффузия процесін Фиктің заңы сипаттайды: х өсіне қарай бағытталған заттың ағыны (J) қозғаушы күшке (dcdx концентрацияның градиентіне) пропорционалды болады.
[1]
мұнда D - диффузия коэффициенті см[2]с[-1], температура мен ортадағы заттың қозғалғыштығынан тәуелді:
D = RTu. [2]
мұнда R - газды тұрақты шамасы,
T - абсолютті температура
u - ортадағы заттың қозғалғыштығы.

J - заттың ағыны, мөлшерлігі моль см[2] с[-1].
Бұл теңдеу Нернст-Планктің жалпы теңдеуінің жеке оқиғасы болып табылады:
[3]
мұнда c - иондардың х жазықтығындағы концентрациясы
u - қозғалғыштық
- х осі бойынша электрохимиялық потенциалдың өзгеруі (тасы-
малдайтын бөлшіктер зарядталмаған).

Жұқа мембраналар арқылы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.