Лекция тема: трансмембранный перенос




Скачать 69.54 Kb.
НазваниеЛекция тема: трансмембранный перенос
Дата публикации31.01.2014
Размер69.54 Kb.
ТипЛекция
zadocs.ru > Спорт > Лекция
Пример лекции
ЛЕКЦИЯ
Тема: ТРАНСМЕМБРАННЫЙ ПЕРЕНОС

План лекции
1. Понятие о полярных и неполярных веществах.

2. Виды трансмембранного переноса.

3. Типы каналов трансмембранного переноса.

4. Понятие об эндоцитозе.

1. Понятие о полярных и неполярных веществах.

Трансмембранная избирательная проницаемость поддерживает клеточный гомеостаз, оптимальное содержание в клетке ионов, воды, ферментов и субстратов. Пути реализации избирательной проницаемости мембран: пассивный транспорт, катализируемый транспорт (о6легченная диффузия), активный транспорт. Гидрофобный характер сердцевины бислоя определяет возможность (или невозможность) непосредственного проникновения через мембрану различных с физико-химической точки зрения веществ (в первую очередь, полярных и неполярных).

Неполярные вещества (например, холестерин и его производные) свободно проникают через биологические мембраны. По этой причине эндоцитоз и экзоцитоз полярных соединений (например, пептидных гормонов) происходят при помощи мембранных пузырьков, а секреция стероидных гормонов - без участия таких пузырьков. По этой же причине рецепторы неполярных молекул (например, стероидных гормонов) расположены внутри клетки.

Полярные вещества (например, белки и ионы) не могут проникать через биологические мембраны. Именно поэтому рецепторы полярных молекул (например, пептидных гормонов) встроены в плазматическую мембрану, а передачу сигнала к другим клеточным компартментам осуществляют вторые посредники. По этой же причине трансмембранный перенос полярных соединений осуществляют специальные системы, встроенные в биологические мембраны.

Избирательную про­ницаемость обеспечивает клеточная мембрана; рецепторную функцию реализуют гликопротеиды, углеводные части которых расположены в гликокаликсе; сохранение формы и подвижность обеспечивают фиб­риллярные и тубулярные белки в подмембранном слое и т.д.
^ 2. Виды трансмембранного переноса.

Пассивный транспорт (путем простой диффузии) - вид транспорта, в основе которого лежит перенос веществ через плазмолемму по концентрацион­ному градиенту без использования специальных молекул и затрат энергии. Примером простой диффузии является транспорт газов (ки­слород, СО2) через бислой липидов.

Однако перенос через плазмолемму большинства веществ опреде­ляется наличием специализированных белковых комплексов — перенос­чиков, каналов, насосов, рецепторов.

^ Катализируемый транспорт. Осуществляется с помощью белков-переносчиков (полуинтегральные белки-мембраны). Белок-переносчик с третичной структурой (Х) имеет акцепторную зону, с помощью которой он присоединяет (акцептирует крупные молекулы – глюкозу, аминокислоты). Меняя третичную структуру (на У) белок-переносчик может проходить гидрофобную серцевину липидного бислоя и переносить крупные молекулы в клетку. Вернувшись после открепления крупной молекулы белок, опять принимает структуру (Х) с акцепторной зоной.

Перенос через плазмолемму большинства веществ определяется наличием специализированных белковых комплексов, каналов, насосов, рецепторов.

Например, транспорт воды осу­ществляется с помощью специальных каналов — аквапоринов.
^ 3. Типы каналов трансмембранного переноса.

Активный транспорт ионов Nа+ обеспечивается с помощью ионных каналов и насосов — например, Na+, К+- АТФазой. Ионные насосы специализированы (для натрия, кальция, магния, ионов водорода). Они представляют комплекс белков-каналоформеров, связанных с ферментом — АТФазой, расщепляющей молекулы АТФ с освобождением энергии, для тран­спорта ионов против электрохимического градиента.

Известны классические работы по проводимости нервного импульса по аксону кальмара. В мембране аксона находятся селективные и неселективные, Na+, К+- насосы.

^ Селективный канал - обладает воротным механизмом и вследствие этого избирательностью. Воротный механизм представлен комплексом белков-ферментов Na+, К+- АТФаз, которые расщепляют молекулы АТФ, поставляемые аксональными митохондриями.

^ Неселективный канал - не обладает воротным механизмом, избирательностью и всегда открыт – канал «ионной утечки».

В отсутствие возбуждения через Na+, К+- каналы мембраны аксона происходит закачивание и откачивание ионов против градиента концентрации, При расщеплении одной молекулы АТФ ферментами Na+, К+- АТФазой в аксон закачивается две иона К+- и выкачивается 3 иона Na+. Работа насосов идет до тех пор пока не будет достигнут крутой градиент концентрации: ионов К+- в аксоне будет в 30 раз больше чем снаружи, а ионов Na+ снаружи в 10 раз больше чем в аксоне.

После этого начнется ионная утечка и содержимое аксона станет отрицательным со значением -60 мВ – это мембранный потенциал покоя – МПП.

При прохождении нервного импульса, который имеет точковый характер, мембрана в этом месте деполиризируется, и на 0,001 сек. открывается «натриевая дверца». Ионы Na+ устремляются внутрь аксона и МПП (– 60 мВ) падает до 0 и ниже – до + 50 мВ – это мембранный потенциал действия – МПД.

От + 50 мВ через внешнюю среду, омывающую аксон, к – 60 мВ, рядом расположенного участка мембраны проходит электрический разряд (как в гальвано-элементе) и -60 мВ (МПП) рядом расположенного участка деполиризируется и создается МПД - +50 мВ. Таким образом, нервный потенциал, идущий по аксону, генерирует сам себя.

^ 4. Понятие об эндоцитозе.

Эндоцитоз зачастую происходит с участием рецепторов, распознающих природу транспортируемых веществ. В осуществлении эндоцитоза принимают участие все три слоя плазмолеммы:

1. Рецепторы надмембранного слоя;

2. Структурные белки и ферменты мембраны;

3. Микрофиламенты подмембранного слоя, меняю­щие конфигурацию плазмолеммы.

В процессе эндоцитоза образуются окаймленные пузырьки, поверхность которых окружена белком клатрином. Эти пузырьки, или эндосомы, транспортируются к определенным компартментам клетки, что определяет сортировку и дальнейшую судьбу. Поглощенные субстраты поступают в лизосомы, а рецепторы — возвращаются к плазмолемме (рециркуляция рецепторов).

Важнейшей функцией плазмолеммы является рецепторная. С по­мощью рецепторов клетка «узнает» об изменениях внешней и внутрен­ней среды, адаптируется к ним. На поверхности клетки есть рецепторы к нейромедиаторам, гормонам, локальным факторам регуляции, суб­стратам, другим клеткам, антигенам и иммуноглобулинам. Благодаря рецепторам клетки находятся под контролем регулирующих систем организма. Активация рецепторов ведет к изменению метаболизма и функциональной активности клеток, регулирует деление (пролифера­цию) и созревание (дифференцировку) клеток, их выживание или ги­бель. Понимание механизмов работы рецепторов и передачи (трансдукции) сигнала внутрь клетки лежит в основе управления работой клетки.

В зависимости от принципов работы все рецепторы принято разде­лять на следующие типы:

1) рецепторы канального типа (рецептор+ионный канал). Связь ли-ганда (например, ацетилхолина) с таким рецептором ведет к открытию ионного канала. Вход ионов вызывает деполяризацию плазмолеммы и формирование потенциала действия, фосфорилирование белков цито­плазмы и включение ответа клетки на стимул. Примером такого вида рецепторов могут быть N-холинорецепторы;

2) рецепторы метаболического типа — рецептор+фермент (тиро-зинкиназа). Данный тип рецепторов характерен для инсулина и многих факторов роста. Связь инсулина с рецептором ведет к активации тиро-зинкиназы, фосфорилированию белков, изменению функционального состояния клетки;

3) рецепторы, ассоциированные с G-белками. Большинство регуля­торов (медиаторы, гормоны) связывается с рецепторами, ассоцииро­ванными с G-белком. Это ведет к активации G-белка, стимулирующего аденилатциклазу. Последняя катализирует образование циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) из АТФ. цАМФ модулирует внутри­клеточные ферменты, транспортные процессы и обмен веществ.

В любом случае передача сигнала с рецептора внутрь клетки обес­печивается с помощью сигнальной системы, участниками которой яв­ляются вторичные посредники (мессенджеры) и трансдукторы. В об­щем сигнальная система включает:


СИГНАЛ→

РЕЦЕПТОР→

Вторичные посредники →

Трансдук-торы→

Эффекторные

молекулы→

ОТВЕТ

Изменение

параметров

внеклеточ-

ной среды.

Регуляторы

Мембранные

немембранные

цАМФ, цГМФ, диацилглицерол, инозитол-3-фосфат, Са2+

Протеинкиназы А, С, G.

Фосфаты

ДНК, белки-ферменты, транспортеры, цитоскелет

Изменение деления, роста, миграции, дифференцировки, функциональной активности, мембранного потенциала


Количество рецепторов на поверхности клетки может меняться. Это происходит вследствие латеральной под­вижности, синтеза и встраивания рецепторов в плазмолемму de novo, интернализации рецепторов после связывания с лигандом.

В плазмолемме клеток расположены антигенные детерминанты: определяющие, например, группы крови (резус-фактор), которые формируют своеобразный «паспорт». Данный феномен связан с наличием в плазмолемме рецепторов гистосовместимости (МНС) I и II класса, роль которых заключается в поддержании иммуно­логического гомеостаза организма, распознавании антигенов, реализа­ции иммунных реакций.

В клинической практике анализ антигенных детерминант лежит в основе иммунотипирования в трансплантоло­гии — с целью подбора донорских органов для разных реципиентов.





Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция тема: трансмембранный перенос iconУчреждение образования «белорусская государственная сельскохозяйственная...
В. А. Сивцова (тема 5), Л. Н. Ковалева (тема 7), И. Т. Эйсмонт (тема 2), Н. А. Беляцкая (тема 6), М. А. Михайлова (тема 13), равовой...

Лекция тема: трансмембранный перенос iconТема институциональные рамки неоклассики лекция № пределы применимости неоклассического подхода
Лекция № нормы: результат рационального выбора или абсолютный детерминант действия?

Лекция тема: трансмембранный перенос iconКурс лекций (под редакцией профессора В. Ф. Беркова) 2-е издание...
Авторский коллектив: Н. С. Щекин (лекция 8); Г. И. Касперович (лекция 9); В. Ф. Берков (лекция 10); И. Г. Подпорин (лекция 11); В....

Лекция тема: трансмембранный перенос iconЛекция №2 І. Тема
Тема: Достижения биотехнологии в молекулярной биологии, медицине, фармации, ветеринарии, пищевой промышленности, энергетической отрасли,...

Лекция тема: трансмембранный перенос iconЛекция. Тема 1 Технологии формирования человеческих ресурсов. Планирование...
Лекция. Тема 1 Технологии формирования человеческих ресурсов. Планирование потребности в человеческих ресурсах

Лекция тема: трансмембранный перенос iconЛекция I и проблема языка и сознания лекция II 31 слово и его семантическое...
Монография представляет собой изложение курса лекций, про* читанных автором на факультете психологии Московского государственного...

Лекция тема: трансмембранный перенос iconЛекция I и проблема языка и сознания лекция II 31 слово и его семантическое...
Монография представляет собой изложение курса лекций, про* читанных автором на факультете психологии Московского государственного...

Лекция тема: трансмембранный перенос iconЛекция №28 Тема лекции : Электронные генераторы

Лекция тема: трансмембранный перенос iconЛекция №9. Тема: Российская империя в конце
Тема: Российская империя в конце xix-начале XX вв.: экономика, правительственная политика, общество

Лекция тема: трансмембранный перенос iconЛекция Тема: Проблема метода в философии
Тема №4: «Проблема метода в философии. Диалектика как теоретическая система и метод познания»

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов