Биологиялық мембрананың қызметтері. Мембрананың иондық каналдары

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы:Биологиялық мембрананың қызметтері. Мембрананың иондық каналдары
Жоспары:
I. Кіріспе
II. Негізгі бөлімі
- Биологиялық мембраналар туралы жалпы мәлімет
- Биологиялық қызмет,құрылысы
- Иондық каналдардың түрлері
III. Қорытынды
ІV.Пайдаланылған әдебиеттер

Биологиялық мембраналардың(лат. membrana - қабықша)неғұрлым толық құрылысын 1972 ж. Г. Никольсон мен С. Сингердің ұсынған сұйықтық-мозаикалық моделі бейнелейді. Мембрана липидтері амфипатикалық молекуларларының екі қабатынан тұрады, мембрана липидтерінің молекулалары бір-біріне паралель орналасады. Оны билипидтіқабатнемесе биқабатдеп атайды. Әрбір липид молекуласының негізгі екі бөлігі - басы және өскіншесі болады. Өскіншелергидрофобты болып келеді де бір-бірлеріне қарама-қарсы орналасады. Липид молекулаларының бастары - гидрофильді, олар клетканың сыртқы және ішкі жағына қарап орналасады. Осындай билипидті қабатқа ақуыз молекулалары батып тұрады.
Ақуыз молекулалары тұтас қабат түзбейді, олардың кейбіреуі липидті бағана беткейінің екі жағын ала бір бөлігінің арасында, қалғаны мембранада гидрофильді поралар түзіп, бағана қабаттарына ене орналасады. Егер ақуыздар липидті бағаналарды қақ жарып орналасып, ақуыз молекуласының бір жағы мембрананың бір жағында, ал екінші жағы мембрананың екінші жағында орналасса, ондай ақуыздарды интегральды немесе трансмембраналы ақуыздар деп атайды.Егер ақуыздардың мембрана маңайлық бетке тек қана бір жағы қарап жатып, екінші жағы мембрананың ішіне қарап жатса, ондай ақуыздардыішкі ақуыздар, ал керісінше болса сыртқы ақуыздардеп атайды. Ішкі және сыртқы ақуыздарды жартылай интегральдыақуыздар деп те атайды. Кейбір ақуыздар фосфолипид қабаттарының ортасында орналасады.Ақуыз молекулаларының мембрана маңылық кеңістікке қараған ұштары, осы кеңістіктегі әр түрлі заттармен қосылыстар түзулері мүмкін. Сондықтан интегральды ақуыздар трансмембрана үрдістерінде маңызды роль атқарады. Жартылай интегральды ақуыздармен сыртқы ортадан сигналдар қабылдайтын (молекулярлы рецепторлар) немесе мембранадан сыртқы ортаға сигналдар өткізетін молекулалар байланыста болады. Көпшілік ақуыздар ферменттік роль атқарады.Липидтер секілді ақуыздар да латеральды диффузияға ұшырайды, дегенмен олардың молекулаларының жылдамдығы липидтер молекулаларының жылдамдығына қарағанда төмен. Бір моноқабаттан екінші моноқабатқа олар өте алмайды.
Биологиялық мембрананың қызметтері:
Бөгеттік қызметі - қоршаған орта мен жасушаның арасында таңдамалы, кезекпен белсенді, енжар зат алмасу процестері жүреді. Таңдамалы дейтін себебі биологиялық мембранада , басқа топқа жататын заттар тасымалданбайды.
Механикалық қызметі - жасушалармен жасушалар ішіндегі құрылымдар берік болып өзін - өзі басқарады.
Матрицалық қызметі - мембаранадағы ақуыздардың орналасуын, олардың бағытын және өзара ұтымды әсерлесуін қамтамасыз етеді.
Энергетикалық қызметі - митохондрийдің ішкі мембраналарында АТФ - ті синтездеу және хлоропласт мембранасында фотосинтездеу.
Биопотенциалдарды өндіру және оларды тарату.
Рецепторлық қызметі (механикалық, акустикалық, иіс сезу)қамтамасыз етуде мембрананың ауданының рөлі аса зор.
Биологиялық мембраналардың құрылысы.

Мембрана құрылысы: а -- үшөлшемді моделі; б -- көлденең кесіндісі; 1 -- шеткейлік ақуыздар (А); жартылай интегральді ақуыздар (Б); бірлестіруші не интегральді ақуыздар (В); 2 -- липидті қабат; 3 -- гликопротеиндер; 4 -- гликолипидтер; 5 -- гидрофильді канал.
Биологиялық мембрананың құрылысының алғашқы моделін 1902 жылы Отвертон деген ғалым ұсынды. Ол мембрана арқылы липидтерде жақсы еритін заттар өтетінін байқаған. Ол мембрана арқылы липидтерде жақсы еритін заттар өтетінін байқаған. Осыны басты негізгі ала отырып мембраналар фосфолипидтердің жұқа қабатынан тұрады деген идеяны ұсынды. Мембрананың қасиеттерін және құрылысын зерттеуде эритроциттердің қабын оларды гипотониялық ерітіндідеде гемолиздеу арқылы жеңіл алуға болады. 1925 жылы Портер мен Грендель эритроциттер мембранасынан алынған липидтердің бір қабатының ауданы эритроциттердің ауданының қосындысынан екі есеге жуық үлкен болатыны дәлелдеген.
Активті мембраналық тасмалдау
Бұл арқылы заттар концентрациялық және электрохимиялық градиентке кері бағытта өтеді, яғни диффузиядағыдай көп жақтан аз жаққа емес, аз жақтан көп жаққа тасымалданады.Клеткалар ішіндегі К+ ионының концетрациясының өсуі және Na+ионының концетрациясыныңкемуі электрохимиялық потенциалдың қарама-қарсы бағытта түсуімен өтетін активті мембраналық тасмалдау арқылы анықталады.Активті тасмалдау өмірлік процестердің маңызды ерекшеліктері-нің бірі. Ол кеністіктік гетерогенділігінің сақталуымен және зат алмасу және қоршаған ортамен энергиясы метоболизмнің арасындағы қарама-қайшылықты шешеді.Активті тасмалдау мембрананың қалыңдығында өтіп жататын экзергоникалы реакциялармен диффузиялық ағындардың қабысуы нәтижесінде жүзеге асады. Затардың тасмалдануы химиялық реакциялар кезінде бөлінетін бос энергияның есебінде өтеді. Бұл АТФ гидролизнің энергиясы. Химиялық реакциялармен женілдетілген тасмалдау болады. Бұл жағдайда мембранадағы тасмалдайтын заттардың болуына байланысты тасмалдану тездетіледі.
Физиканың заңы бойынша диффузия кезінде иондар концентрациясы көп жақтан концентрациясы аз жаққа өтеді және ол процесс, ақырында, екі ортадағы олардың концентрацияларының теңелуін тудыру керек. Ал іс жүзінде тыныш күйдегі клеткада мұндай теңесу еш уақытта болмайды. Бұдан бұрын айтылғандай, әр уақытта тыныш жағдайда мембрананың сыртында Nа+ иондары, ал ішінде К+ иондары көп болады. Мұның себебі, концентрациялық және электрохимиялық градиенттерге негізделген иондар диффузиясы белгілі бір шамаға жеткенде оны тоқтататын және тоқтатып қана қоймай, иондардың концентрациялық градиентке кері бағытта өтуін іске асыратын белсенді механизм -Nа мен К насосы қосылады,яғни активті тасмалдануы. Осының арқасында иондар іштен сыртқа сорылады да, К иондары сырттан ішке қарай итеріліп кіргізіледі. Бұл насостың осындай активті жұмысы үшін белгілі мөлшерде энергия қажет. Мұндай энергияны барлық тірі клеткалар үшін энергия көзі болатын АТФ алынады. Ол клетка мембранасының беткейіндегі АТФ - аза ферментінің әсерінен ыдырайды. АТФ-тің бір молекуласы ыдырағанда түзілетін энергия көмегімен клетка сыртына Na-дың үш ионы шығарылады да, оның орнына К-дің екі ионы ішке ендіріледі. АТФ-аза ферментінің белсенділігі тежелсе немесе клетка ішіндегі АТФ синтезі бұзылса, насос қызметі де бұзылады, бұдан клетка ішіндегі К иондары кеміп, оның есесіне Na иондарының мөлшері көбейеді.
Сөйтіп, тыныштық потенциалын тудыруда Na-К насосы екі түрлі роль атқарады екен:
1. Na мен К концентрациясының трансмембраналық градиентін тудырып әрі ұстайды.
2. К иондарының концентрациялық градиентіне байланысты диффузиядан пайда болатын потенциалға қосымша болатын потенциал айырымын тудырады.Иондар немесе молекулалар мембрананың сыртқы жағында тасмадаушылармен комплекс түзеді. Бұл комплекс ішкіжағындаажырайды. Тасмалдаушы (С), не оныңтасмалданатынзатпентүзілгенкомп лексі (S) мембрананытастап (шығып) кетпейді. Мембрананыңішінде реакция жүреді S+C CS.
Мембрана арқылы реагентін S ағыны өтеді. Стационарлық жағдайынан қарағанда мембранадағы тасмалдаушы ағын ЈС қарама-қарсы комплекс ағынымен ЈСS орны толтырылады: ЈС + ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.