Мембраналық транспорт: активті, пассивті, везикулярлық транспорт

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
Негізгі бөлім:
1. Мембраналық транспорт: активті, пассивті, везикулярлық транспорт...4
2. Заттардың өткізілуінің кейбір жүйелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
3. Мембрана арқылы түйіршіктердің және ірі молекулалы қосылыстардың өткізілуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11
4. Биомембраналардың негізгі қызметтері мен қасиеттері ... ... ... ... ... ... .12
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14
Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15

Өмір сүруге және көбеюге қабілетті қарапайым тірі жүйе-тірі жасуша- өсімдіктер, жануарлар, микроағаалардың құрылысының негізі болып табылады. Жасушаның өмір сүруінің ең маңызды шарты - қоршаған ортамен тепе-тең қатынаста болу. Екінші жағынан қоршаған ортамен үнемі ашық қатынаста болу. Тірі жасуша - термодинамикалық ашық жүйе. Қоршаған ортамен тепе-тең және тығыз қатынаста болудың негізіне тірі ағаалардың барлық бағытта құрылымдық үйымдасуы міндетті шарт болып табылады. Сондықтанда жасуша өмір сұруінің маңызды шарты - биологиялық мембраналар болып табылады.
Жасуша құрамындағы заттар сыртқы ортадан биологиялық мембрана арқылы бөлінеді. Жалпы, биологиялық мембрананың не екеніне тоқталмас бұрын мембрана жөнінде түсінік беріп кетейін.
Биологиялық мембраналардың негізгі қасиеттерінің бірі - олардың жартылай өткізгіштігі. Кейбір заттар олардан өте баяу, ал кейбіреулері ерітіндінің қоюлығына қарамастан жеңіл өтеді. Мембраналар суда жақсы еритін заттардың көпшілігінің клеткаға еркін өтуіне кедергі жасайды. Сөйтіп, цитоплазманың және оның органеллаларының химиялық құрамын сақтайды. Мембраналар жеке ферменттердің және олардың кешендерінің цитоплазмада қалыптасып, клетканың тіршілігіне қажетті ең негізгі үрдіс - химиялық реакциялардың ретімен жүруін қамтамасыз етеді. Заттардың белсенді тасымалдануы, иондар мен молекулалардың жасушаға биологиялық мембрана арқылы өтуі энергияның жұмсалу арқылы жүрреді. Оны арнайы тасымалдаушы нәруыздар жүзеге асырады. Сыртқы ортамен салыстырғанда, жасушадағы калий иондарының концентрациясы әрдайым жоғары болады. Ал натрийдін мөлшері жасушадағыға қарағанда жасуша аралық суйықтықта әр уақытта жоғары болады. Жасуша мембранасының осындай тандамалы өткізгіштігі жартылай өткізгіштік деп аталады. Жоғарыда көрсетілген екі жолдан басқа химиялық қосылыстар мен қатты бөлшектер жасушаға пиноцитоз және фагоцитоз жолымен енеді. Олар жасушанын, ойыс туау қабілеті арқылы жүзеге асады. Бұл ойыс шеттері жасуша сыртындағы сұйықты (пиноцитоз) немесе қатты бөлшектерді (фагоцитоз) қоршап алып қабысады.
Биологиялық мембрананың атқаратын қызметін түсіну үшін, оның құрылысыжөнінде айта кетейін. Жасуша сыртқы ортадан биологиялық мембрана қабатымен қорғалған. Сыртқы мембранасының (75 Аа шамасындай) сыртқы және ішкі екі қабаты белоктардан, ал үшінші ортаңғы қабаты майлардан құралған саңылаулармен бөлінген. Гликолипидтер, фосфолипидтер, сульфолипидтер және изопреноидтар (каротин мен ксантофилл) — өсімдіктердің клетка мембранасының липидтері болып табылады. Едәуір мөлшерде стериндер де кездеседі. Хлоропластарда галактолипидтер мен фосфатидилглицериннің болатындығы анықталған. Өсімдік мембраналарындағы белоктар аз зерттелген. Кейбір клетка мембраналарының кұрылысы мен атқаратын қызметін қарастырып көрейік.

Мембраналық транспорт: активті, пассивті, везикулярлық транспорт

1.Антонов В.Ф. и др. Биофизика. М. 1999
2.Березин Т.И. Медицинская биофизика. - М.: Высшая школа, 1988.
3.Блюменфельд Л.Д. Проблемы биологической физики. - М.: Наука, 1977.
4.Волькенштейн М.В. Биофизика. - М.: Наука, 1988.
5.Губанов Н.И., Утепбергенов А.А. Медицинская биофизика. - М.: Медицина, 1978.
6.Инюшин В.М. Конспект лекций по обіңей биофизике. Алматы: КазГУ, 1994.

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Жоспар
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
Негізгі бөлім:
1. Мембраналық транспорт: активті, пассивті, везикулярлық транспорт...4
2. Заттардың өткізілуінің кейбір
жүйелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
3. Мембрана арқылы түйіршіктердің және ірі молекулалы қосылыстардың
өткізілуі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
4. Биомембраналардың негізгі қызметтері мен
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . 12
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
Пайдаланған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ..15

Кіріспе
Өмір сүруге және көбеюге қабілетті қарапайым тірі жүйе-тірі жасуша-
өсімдіктер, жануарлар, микроағаалардың құрылысының негізі болып табылады.
Жасушаның өмір сүруінің ең маңызды шарты - қоршаған ортамен тепе-тең
қатынаста болу. Екінші жағынан қоршаған ортамен үнемі ашық қатынаста болу.
Тірі жасуша - термодинамикалық ашық жүйе. Қоршаған ортамен тепе-тең және
тығыз қатынаста болудың негізіне тірі ағаалардың барлық бағытта құрылымдық
үйымдасуы міндетті шарт болып табылады. Сондықтанда жасуша өмір сұруінің
маңызды шарты - биологиялық мембраналар болып табылады.
Жасуша құрамындағы заттар сыртқы ортадан биологиялық мембрана арқылы
бөлінеді. Жалпы, биологиялық мембрананың не екеніне тоқталмас бұрын
мембрана жөнінде түсінік беріп кетейін.
Биологиялық мембраналардың негізгі қасиеттерінің бірі - олардың
жартылай өткізгіштігі. Кейбір заттар олардан өте баяу, ал кейбіреулері
ерітіндінің қоюлығына қарамастан жеңіл өтеді. Мембраналар суда жақсы еритін
заттардың көпшілігінің клеткаға еркін өтуіне кедергі жасайды. Сөйтіп,
цитоплазманың және оның органеллаларының химиялық құрамын сақтайды.
Мембраналар жеке ферменттердің және олардың кешендерінің цитоплазмада
қалыптасып, клетканың тіршілігіне қажетті ең негізгі үрдіс - химиялық
реакциялардың ретімен жүруін қамтамасыз етеді. Заттардың белсенді
тасымалдануы, иондар мен молекулалардың жасушаға биологиялық мембрана
арқылы өтуі энергияның жұмсалу арқылы жүрреді. Оны арнайы тасымалдаушы
нәруыздар жүзеге асырады. Сыртқы ортамен салыстырғанда, жасушадағы калий
иондарының концентрациясы әрдайым жоғары болады. Ал натрийдін мөлшері
жасушадағыға қарағанда жасуша аралық суйықтықта әр уақытта жоғары болады.
Жасуша мембранасының осындай тандамалы өткізгіштігі жартылай өткізгіштік
деп аталады. Жоғарыда көрсетілген екі жолдан басқа химиялық қосылыстар мен
қатты бөлшектер жасушаға пиноцитоз және фагоцитоз жолымен енеді. Олар
жасушанын, ойыс туау қабілеті арқылы жүзеге асады. Бұл ойыс шеттері жасуша
сыртындағы сұйықты (пиноцитоз) немесе қатты бөлшектерді (фагоцитоз) қоршап
алып қабысады.
Биологиялық мембрананың атқаратын қызметін түсіну үшін, оның
құрылысыжөнінде айта кетейін. Жасуша сыртқы ортадан биологиялық мембрана
қабатымен қорғалған. Сыртқы мембранасының (75 Аа шамасындай) сыртқы және
ішкі екі қабаты белоктардан, ал үшінші ортаңғы қабаты майлардан құралған
саңылаулармен бөлінген. Гликолипидтер, фосфолипидтер, сульфолипидтер және
изопреноидтар (каротин мен ксантофилл) — өсімдіктердің клетка мембранасының
липидтері болып табылады. Едәуір мөлшерде стериндер де кездеседі.
Хлоропластарда галактолипидтер мен фосфатидилглицериннің болатындығы
анықталған. Өсімдік мембраналарындағы белоктар аз зерттелген. Кейбір клетка
мембраналарының кұрылысы мен атқаратын қызметін қарастырып көрейік.

Мембраналық транспорт: активті, пассивті, везикулярлық транспорт
Қазіргі кезде адам ағзасында құрылысы, қызметтері түрліше болып
келетін 200—ге жуық жасушалар типі сипатталған, демек биомембраналардың да
көптеген түрлері болатындығы сөзсіз. Шынында да цитоплазманың құрғақ
затының 90% -биомембраналар болып табылады, яғни гиалоплазма екі
мембранамен шектелген (плазмолемма, тонопласт), ядро қабықшасының сыртқы
және ішкі мембраналары, митохондриялардың сыртқы және ішкі мембраналары,
ЭПТ (эндоплазмалық тор), Гольджи кешенінің, лизосомалардың,
пероксисомалардың және жасушаның басқа да мембраналық құрылымдары.
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 (перифериялык) акуыздар.
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 әрекеттесуі әдеттегідей болады, яғни
липидтердің гидрофобтық бөлігімен полярлы емес (гидрофобты) аминқышқылдар
радикалдары әрекеттессе, гидрофильдік бастарымен-полярлы және зарядталған
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.
Жасуша цитоплазмасының маңызды қызметтерінің бірі-заттар ағынын
қамтамасыз ету болып табылады. Заттар ағыны дегеніміз: біріншіден —жасуша
ішінде, кедір-бұдыр эндоплазмалық торда синтезделген ақуыздардың
органеллалар арасында әрлі-берлі тасымалдануы; екіншіден —көптеген
жасушалар мен ұлпаларда синтезделген пептидтік гормондардың, асқорыту
ферменттерінің, антиденелердің, өсу факторларының және басқа да секреторлық
молекулалардың жасуша сыртына шығарылуы; үшіншіден-сыртқы ортадан жасушаға
үнемі әртүрлі заттардың өткізілуі.
Заттардың жасушаішілік-везикулалық тасымалдануының әмбебап және тиімді
құралы болып тасымалдану (мембрана) көпіршіктері (липосомалар, мицеллийлар)
арқылы секреторлық механизм негізінде тасымалдануы болып табылады.
Везикулалық тасымалдануда тасымалданатын ақуыздар мен липидтер
көпіршік (липосома, мицелла) қабырғасын (мембранасын) құрастырады, ал оның
қуысында басқа органеллаларға арналған не жасуша сыртына шығарылатын жүк
молекуласы болады.
Жасушаішілік везикулалық тасымалдау эндоплазмалық ретикулум (ЭПТ)
мембранасынан басталады. Бұл жерде ақуыз молекуласының гликозилденуінің
алғашқы кезеңдері өтеді. Содан кейін ақуыз молекулалары тасымалдау
көпіршіктеріне іріктелініп, Гольджи кешенінің цис-полюсіне өтеді. Гольджи
цистерналарыыда ақуыздардың гликазилденуі әрі қарай жалғасады, ал
Гольджидің транс-полюсі мен трансторларыңда ақуыздың гликозилденуі
толығымен аяқталады. Сонымен қатар олар фосфорланады және сульфаттанады.
Гольджи цистерналарынан ақуыздар жиекті көпіршіктер арқылы өтеді.
Гольджидің трансторларында толық модификацияланған ақуыздар нақтылы
органеллаларға тасымалдану үшін тасымал көпіршіктеріне іріктелінеді.
Гольджи кешенін тастап шыққаннан кейін, ақуыздар алғашқы лизосомаларға,
конститутивтік көпіршіктерге және секреторлық гранулаларға үлестіріледі.
Заттардың цитоплазмалық мембрана (плазмолемма) арқылы сыртқа
шығарылуын (экзоцитоз) не жасуша ішіне өткізілуін (эндоцитоз)
трансмембраналық тасымалдану деп атайды. Ол өте күрделі құбылыс және
әртүрлі жасушаларда түрліше жолдармен жүзеге асады, сол сияқты, әртүрлі
заттарда түрліше әдістер арқылы өткізіледі.
Ұсақ молекулалы заттардың биомембрана арқылы өткізілуінің 3 жолы
белгілі:
а) жай диффузия;
б) жеңілдетілген диффузия;
в) белсенді тасымалдану.
Жай диффузия — өздігінен, ешбір көмексіз, заттардың концентрация
градиенті (жоғары концентрациядан төменгі концентрация) бағытында мембрана
арқылы өтуі.
Мұндай әдіс арқылы кіші молекулалы гидрофобтық органикалық қосылыстар
(май қышқылдары, зәр қышқылдары) және ұсақ, бейтарап молекулалар (Н2О, СО2,
О2) өтеді.
Мембрана арқылы шектелген қуыстардың (органеллалар) концентрация
айырмашылыгы көбейген сайын диффузия жылдамдығы да пропорциональ өседі, ал
олардың концентрациясы теңессе диффузия тоқталады.

Жеңілдетілген диффузия бұл әдісте де заттар өздерінің концентрация
градиенті бағытында мембрана арқылы өтеді, яғни жоғары концентрациядан
төменгі концентрация бағытында, бірақ бұл құбылыс өздігінен жүзеге аспайды,
ал ерекше тасымалдау ақуызы-транслоказаның көмегімен жүреді.
Транслоказалар - өздері өткізетін заттарға азды-көпті сай болып
келетін интегралдық ақуыздар. Мысалы, эритроцит мембранасындағы аниондық
арналар (каналдар), қозғыш жасушалар плазмолеммасындағы К+ арналары
(каналдары), саркоплазмалық ретикулум мембранасындағы Са+-арналары
(каналдары).
Транслоказалар арқылы жай диффузия жолымен өте алмайтын заттар ғана
өткізіледі, бірақ кейде, кейбір заттар, жай диффузия және жеңілдетілген
диффузия арқылы да өтеді, мысалы судың (Н2О) бүйрек арақашықтары және
секреторлық эпителий жасушалар мембранасы арқылы өтуі. Аталған
мембраналарда су молекулаларының диффузиялану қарқынын арттыратын
транслоказа-аквапорин деп аталатын ақуыз болады.
Транслоказалар-бірнеше бөлшектерден (субъединицалардан) тұрады,
олардың әрекет ету тетіктерінің (механизмінің) бірнеше түрлері болуы
мүмкін:
1) Транслоказа бөлшектері (субъединицалары) арасында белгілі бір
өлшемді заттарды ғана өткізетін және барлық уақытта ашық болатын
гидрофильдік арна (канал) болады;
2) Транслоказа арнасы барлық уақытта ашық болмайды, оның ашылуы үшін
транслоказа белшектері бетімен арнайы лиганданың байланысуы қажет;
3) транслоказаларда ешқандай арна болмайды, олар лигандамен
(өткізілетін зат) байланысып, мембрана жазықтығында 180° айналады да
мембрананың екінші бетінде лиганданы (өткізетін затты) босатып шығарады.
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.
Заттардың бұлайша өткізілуі белгілі бір мөлшерде энергия жұмсауды
қажет етеді. Ал энергия көзі болып АТФ гидролизі (Nа+, К + сорғышы, Са2+-
сорғышы), не тотығу-тотықсыздану үдерісі (митохондрияларда)-Н+ ионы сорғышы
саналады.
Белсенді тасымалдауды энергиямен қамтамасыз етудің тағы бір тетігі-
концентрация градиенті бағытында өткізілетін бір заттың-У концентрация
градиентіне қарама-қарсы бағытта өткізілетін екінші бір затпен-Х,
қабаттасып өткізілуі. Бұл жағдайда, У өткізілуінде бөлінетін энергия
мөлшері Х-өткізуге жұмсалатын энергиядан артық болуы қажет.
Бұл құбылыстың 2 нұсқасы белгілі; симпорт және антипорт.
Симпорт кезінде транслоказа екі затты (У,Х) бір бағытта өткізеді, оның
біреуі-У концентрация градиенті бағытында диффузияланып екінші затты-Х,
өзімен бірге ілестіріп өткізеді. Мысалы, бүйрек арнашықтарынан глюкозаның
реабсорбциялануы (кері сорылуы) осындай тетік (механизм) арқылы Ка+ ионымен
бірге симпортталынады. Егер симпортқа қатынасатын заттардың екеуі де иондар
болатын болса, олар түрліше зарядталған болуы қажет.
Антипорт - транслоказа арқылы заттардың (У,Х) қарама қарсы бағыттарға
еткізілуі, яғни У молекуласы Х-молекуласымен алмастырылады.
Эукариоттарда антипорт өте сирек кездеседі.

Екі заттың бірлесіп тасымалдану жобасы

Заттардың өткізілуінің кейбір жүйелері (сорғыштар жоне арналар).
1) Na+, К+-сорғышы немесе Na+, К+-тәуелді АТФ-аза-2а -ширатпадан, 2р-
құрылымнан тұратын интегралдық ақуыз. Ол АТФ энергиясын пайдаланып Na+ және
К+ иондарын олардың концентрация градиентіне қарсы бағытқа өткізеді, яғни
Na+ ионын-жасушадан сыртқа, ал К+ ионын-жасуша ішіне.
Осы сорғыш қызметінің арқасында Na ионының концентрациясы жасуша
сыртында, ал К+ ионының концентрациясы жасуша ішінде айтарлықтай жоғары
болады, яғни иондардың жасушаішілік және жасушааралық ассиметриялық
үлестірілуі орын алады.

Бұлшықет ұлпасының жасушаішілік және жасушааралық орталарындағы иондардың
үлестірілуі
Иондар Жасуша сыртындағы орта Жасушаішілік орта
К+ 4 155
Na+ 145 10
Mg2+ 2 30
Са2+ 4 0
Барлығы 155 195
С1- 113 2
HCO-3 30 8
Ақуыздар 1 65
SО24 1 18
НРО4-2 2 42
Органикалық 8 60
қышқылдар
Барлығы 155 155

Na+, К+-сорғышы (насос) қызметінің ерекшелігі-АТФ бір молекуласының
ыдырауы нәтижесінде 3 Na+ ионы жасушадан шығарылып, 2 К+ ионы
жаcушаға ендіреді.
Nа+, К+ сорғышының қызметінің тетіктері (механизмі) ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.