Proprietățile de bază ale membranelor și funcțiile lor - studopediya

2. Compoziția chimică a membranelor

Proprietățile 3.Fizicheskie ale lipidelor. Comportamentul lipidelor în soluții apoase.

3.1. membrane de model

4.Podvizhnost catene hidrocarbonate ale moleculelor de fosfolipide în membranele lipidice bistratificate o

5. Mobilitatea componentelor moleculare

De ce medicul viitor trebuie să cunoască caracteristicile și funcțiile de bază ale membranelor celulare? Cum pot investiga membranele biologice? De ce este necesar? Care sunt principalele caracteristici ale membranei celulare? În unele dintre funcțiile vitale participă?

există forme de viață non-celulare de pe Pământ. Virușii și bacteriofagi nu pot fi considerate ca sisteme de viață independentă - din toate caracteristicile unei celule vii, ei au doar capacitatea de a transfera programul genetic. Dimpotrivă, caracteristicile de bază ale vieții are atât organisme unicelulare, și marea majoritate a tipurilor de celule specializate în organisme multicelulare. Structura și comportamentul celulelor individuale este atât de complex încât este posibil să se formuleze probleme comportamentale la nivel celular, problema etologie. Această zonă este dedicată studiului, în primul rând, direcția de mișcare a componentelor intracelulare și celulele în sine.

Dacă luăm în considerare micrografie electronică a unei felie ultra-subțire de țesut (după fixarea și colorarea corespunzătoare), primul lucru care atrage atentia - este linii duble subtiri, care „trage în detaliu“ contururile celulelor și organitelor intracelulare (Slide 1). Aceasta - secțiuni prin membrana biologică - cel mai subțire filmul constând dintr-un strat dublu de molecule de lipide si incorporate in acest proteine ​​strat. De fapt, este membrana (împreună cu citoscheletul), formează structura unei celule vii. Celulă sau membrană citoplasmatică înconjoară fiecare celulă. Miezul este înconjurat de două membrane nucleare exterior și interior. Toate structurile intracelulare: mitocondrii, reticulului endoplasmatic, aparatul Golgi, lizozomi, peroxizomi, phagosomes, sinaptozomi etc. sunt vezicule cu membrane închise (blistere).

Membranele joacă un rol-cheie în organizarea structurală și funcționarea tuturor celulelor - procariote, cât și eucariote, plante și animale. Membranele formate compartimentele intracelulare (compartimente), cu conținutul lor, printr-un compartiment de separare și mediului înconjurător. Dar dacă era singura funcție de membrane, acestea nu ar fi atât de interesant. Membranele nu sunt partajate numai celula în compartimente separate, dar, de asemenea, să participe la reglementarea relațiilor și a interacțiunilor care au loc între laturile exterioare și interioare ale compartimentelor.

Cele mai importante funcții celulare fizice și fizico-chimice constau în sinteza chimică și metabolismul, procesele bioenergetice în stocarea energiei și transformarea acesteia în implementarea proceselor electrice și mecano și transport controlate de molecule și ioni (diapozitivul 2)

In toate celulele vii, funcția de barieră membrană biologică. separarea celulei din mediul înconjurător și volumul de celule din interior „compartimente“ relativ izolate (compartimente). Prin ele însele, partiția care separă celulele în compartimente construite din strat dublu de molecule lipidice (adesea numit un bistrat lipidic) și în mod substanțial impermeabil la ionii și moleculele polare solubile în apă. Dar acest bistratului lipidic incorporat numeroase molecule de proteine ​​și complexe moleculare, dintre care unele au proprietăți ale selective (adică votare ..) Canal pentru ioni și molecule, și altele - pompe. capabil de a pompa în mod activ ioni prin membrană. Proprietățile de barieră ale membranelor și pompe cu membrană lucrează crea distribuție de ioni neravnovestnoe între celulă și mediul extracelular, care este baza reglementării proceselor intracelulare și transmiterea semnalelor sub forma unui impuls electric între celule.

A doua funcție este comună tuturor membranelor - este o funcție de „placă de circuit“, sau o matrice. care sunt aranjate într-o proteine ​​de ordine și benzi de proteine ​​care formează sistemul de electroni de transport, stocarea energiei sub formă de ATP, reglarea hormonilor proceselor intracelulare care provin din exterior și mediatori intracelulari recunoașterea altor celule și proteine ​​străine, lumina de recepție și acțiune mecanică specifică, și așa mai departe. d. activitatea multora dintre aceste sisteme, cititorul află celelalte articole ale acestui volum.

film flexibil și elastic, care sunt în mod substanțial toată membrana, și efectuează anumite funcții mecanice. păstrând întreaga celulă la sarcini mecanice moderate și tulburări de echilibru osmotic între celulă și mediul înconjurător.

Comună tuturor membranelor funcția de barieră pentru ioni si molecule si matrici pentru ansambluri proteice sunt furnizate în principal bistratului lipidic, care este dispus, în principiu, aceeași în toate membranele. Cu toate acestea, un set de proteine ​​este diferit pentru fiecare tip de membrană, care permite membranelor să participe la punerea în aplicare a cel mai mult

Combinația de substanță de transport cu conservarea și celula dispozitiv intern autonom este posibilă doar o modalitate de a-și îndeplini funcțiile sale ca o celulă întreg este separat de mediul exterior perete semipermeabil. Fiecare celulă este înconjurată de o membrană plasmatică. Aspectul membranei, aparent, a fost un pas important în originea vieții - komparmentatsiya, Departamentul de spațiu intracelular din lumea exterioară, a determinat accelerarea decisivă a evoluției prebiotic și biologice.

Membranele biologice sunt numite structuri funcționale ale mai multor straturi moleculare citoplasmă celulei groase și cele mai limitative structuri intracelulare și care formează, de asemenea, un singur sistem canaliculi intracelular falduri și cavități închise.

Grosimea membranelor biologice depășește rareori 10 nm, dar datorită relativ dense ambalarea lor componente moleculare mari (proteine ​​și lipide), și, de asemenea, au o mare suprafață totală a membranelor celulare care le fac mai mult de jumătate din greutatea celulelor uscate.

Astfel, membranele biologice sunt una dintre cele mai vechi și mai versatile tipuri de structuri supramoleculare în natură. membrane biologice - sistem dinamic supramoleculare, a cărei lungime este mult mai mare decât grosimea lor în două dimensiuni. Cu toate acestea, mecanismele responsabile pentru funcționalitatea biologică a membranei, este localizată în coloana ei.

Astfel, sarcina principală este de a construi pe înțelegerea comună a structurii și funcției membranelor, pentru a investiga baza moleculare și biologice a diversității lor structurale și funcționale.

Succesul în studiul membranei a fost realizat printr-un studiu comparativ al membranelor dintr-o varietate de organisme. Celulele bacteriene au un înveliș exterior relativ simplu, care cuprinde una sau două membrane, care pot fi modificate genetic sau prin modificări ale condițiilor de creștere celulară. virusurile încapsulate sunt introduse în celulele animale prin fuziunea acesteia cu membrana plasmatică și sunt eliberate din celula gazdă prin înmugurire de la ea. Studiul maturizarea proteinelor virale vă permite de a învăța o mulțime de lucruri despre biosinteza proteinelor membranei.

Problema principală care trebuie rezolvată în prezent, biofizică membrane sunt:

1. Structura moleculară a membranei, proprietățile dinamice ale structurii membranei, determină funcționalitatea.

2. Rolul atât sistemului de membrană care asigură transportul substanțelor din celulă în celulă. Obiectivul principal este acela de a descoperi natura moleculara a transportului activ și pasiv, precum și funcționalitatea structurii membranei, care determină transportul. Cu alte cuvinte, problema se reduce la structurile și funcțiile de comunicare.

3. Examinarea naturii fizice a excitabilității membranei. Mișcarea ionilor prin membrană definește un fenomen bioelectric - biopotențiale apariție, generarea și propagarea impulsului nervos.

4. Studiul membranei bio-energie. Pe de o parte, aici se referă de conversie a energiei ATP în activitatea desfășurată cu transportul activ și generarea de biopotențiale, pe de altă parte, - formarea de formare a ATP în procesele oxidative care apar în special în membranele mitocondriale bioenergetice. procesele bioelectrice sunt catalizate de către sistemul enzimatic localizat în membrana. Ca un mecanism detaliat de acțiune al acestui sistem, precum și natura sensul fizic al localizării sale sunt de interes primar.

5. Procesul de Fizică recepție.