ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Задания для контрольной работы 2..
-
Поверхностный аппарат клетки. Его организация и особенности у клеток прокариот и различных эукариот
Поверхностный аппарат клетки – является универсальной субсистемой, имеется у всех клеток. Поверхностный аппарат клетки определяет границу между цитоплазмой и внеклеточной средой, регулирует взаимодействие клетки с внешней средой.
В составе поверхностного аппарата клетки выделяют 3 компонента:
Клеточная мембрана, 2. гликокаликс 3. Субмембранный аппарат
Клеточная мембрана- эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов. Отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность;
гликокаликс является наружней частью поверхностного аппарата клетки, располагаясь над клет мем
В состав включают:
1. Углеводные части гликолипидов и гликопротеидов
2. Периферические мембранные белки.
3. Интегральные и полуинтегральные белки.
4. Специфические углеводы.
5. Субмембранный аппарат
Субмембранный аппарат располагается подклет мем, с внутренней стороны поверхностного аппарата клетки. В состав выделяют периферическую гиалоплазму и опорно-сократительную систему. Структуры: сократимых молекул, микротрубочек и скелетных фибрилл.
2 Краткая история изучения и модели мембран
Клеточная мембрана (цитолемма, плазмалемма) – это трёхслойная липопротеиновая оболочка, отделяющая каждую клетку от соседних клеток и окружающей среды, и осуществляющая управляемый обмен между клетками и окружающей средой.
Важный вклад в исследование клеточной мембраны был сделан двумя немецкими учеными Гортером и Гренделем в 1925 году. Им удалось провести эксперимент над эритроцитами, в ходе которых ученые получили так званые «тени», пустые оболочки эритроцитов, которые сложили в одну стопку и измерили площадь поверхности, а также вычислили количество липидов в них. На основании полученного количества липидов ученые пришли к выводу, что их как раз хватаем на двойной слой клеточной мембраны.
В 1935 году американцы Даниэль и Доусон установили содержание белка в клеточной мембране.. Ученые представили модель клеточной мембраны в виде сэндвичахлеб- однородные липидо-белковые ,масло-пустота
В 1950 году с появлением электронного микроскопа теорию Даниэля и Доусона удалось подтвердить на микрофотографиях клеточной мембраны были отчетливо видны слои из липидных и белковых головок и также пустое пространство между ними.
В 1960 году биолог Дж. Робертсон разработал теорию о трехслойном строении клеточных мембран.
И только в 1972 году биологи С. Сингер и Г. Николсон смогли объяснить нестыковки теории Робертсона с помощью новой жидкостно-мозаичной модели клеточной мембраны. В частности они установили что клеточная мембрана не однородна по своему составу. К тому же клетки пребывают в постоянном движении. А белки, которые входят в состав клеточной мембраны имеют разные строения и функции.
-
Химический состав мембран
Химический состав мембраны: • Липиды 25-60 % • Белки 40-75% • Углеводы 2-10%.
Мембраны состоят из липидных и белковых молекул, относительное количество которых у разных мембран широко колеблется. Углеводы содержатся в форме гликопротеинов, гликолипидов и составляют 0,5%-10% веществ мембраны. Согласно жидкостно-мозаичной модели строения мембраны основу мембраны составляет двойной липидный слой, в формировании которого участвуют фосфолипиды и гликолипиды. Липидный бислой образован двумя рядами липидов, гидрофобные радикалы которых спрятаны внутрь, а гидрофильные группы обращены наружу и контактируют с водной средой. Белковые молекулы как бы растворены в липидном бислое и относительно свободны.
4. Строение мембраны, биологическая роль белков, липидов и углеводов
клеточная мембрана состоит из двойного слоя липидов, поверхностных (периферических), погруженных (полуинтегральных) и пронизывающих (интегральных) белков.
Роль белков в клетке: Роль белков в клетке: 1. Строительный материал для оболочки, органоидов и мембран клетки. Из них построены кровеносные сосуды, сухожилия, волосы. 2. Каталитическая функция. Все клеточные катализаторы – белки. 3. Двигательная функция. Сократительные белки вызывают всякое движение. 4. Транспортная роль – белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит по всем тканям. 5. Защитная функция – выработка белковых тел антител для обезвреживания чужеродных веществ. 6. Энергетическая функция - при разложении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.
В живом организме липиды выполняют следующие функции: энергетическая; Защитная(защищают их от излишнего испарения воды) структурная; транспортная; ферментативная; запасающая (Жиры являются основным запасающим веществом у животных, а также у некоторых растений).; сигнальная; регуляторная(гармоны)
Функции углеводов Строительная – клеточные стенки растений, грибов, бактерий Структурная - ДНК, РНК, АТФ, ФАД+, НАД+, НАДФ+ Энергетическая – 1г – 17,6 кДж Запасающая – крахмал растений, гликоген животных и грибов Защитная – рецепторы, хитиновый покров, слизи Регуляторная – конц. глюкозы в крови
5. Функции мембран. Барьерная функция
ФУНКЦИИ МЕМБРАНЫ
1. Структурная (ограничивает клетку и органоиды
2. Барьерная (обладает избирательной проницаемостью к различным
веществам).
3. Защитная (сохраняет клетку целой при умеренных механических нагрузках
4. Транспортная (– переносчики,каналы, насосы).
5. Информационная (в мембране находятся рецепторы к гормонам и
медиаторам, которые служат для регуляции внутриклеточных процессов,
гликопротеины служат антигенами, узнающими другие клетки и чужеродные
белки).
6. Барьерная - отделяют внутреннюю среду от внешней, формируют внутриклеточные отсеки ( компартменты Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.
6. Мембранный транспорт, общая характеристика процессов транспорта веществ
7. Пассивный транспорт, его разновидности и характеристика. 8. Активный транспорт. Молекулярный механизм работы насосов. Биологическая роль активного транспорта. 9. Эндо – экзоцитоз.
Мембранный транспорт — транспорт веществ сквозь клеточную мембрану в клетку или из клетки, осуществляемый с помощью различных механизмов — простой диффузии, облегченной диффузии и активного транспорта.
Пасивный( нет затрат энергии)
Активный( есть затраты энергии)
Экзоцитоз эндо(через мембрану проходят большие молекулы )
Пассивный транспорт
два вида — простая диффузия и облегченная диффузия. При облегченной диффузии для молекулы, которая будет проходить через мембрану нужен проводник — белок переносчик. Для простой диффузии же переносчик не требуется, она и сама справляется.
простая диффузия
-
происходит по электрохимическому градиенту; -
скорость линейно зависит от градиента концентрации вещества; -
не насыщаемый процесс, то есть может ускоряться неограниченно; -
не расходуется энергия.
Путём простой диффузии в клетку проникают гидрофобные вещества (кислород, азот, бензол) и полярные маленькие молекулы (вода, углекислый газ, мочевина). Не проникают полярные относительно крупные молекулы (аминокислоты, моносахариды), заряженные частицы (ионы) и макромолекулы (ДНК, белки).
Диффузия воды через мембрану называется осмосом . Осмосом называют прохождение воды через избирательно проницаемую мембрану, в частности через клеточную мембрану.
Облегченная диффузия
Облегченная диффузия — процесс трансмембранного переноса веществ по градиенту концентрации с участием мембранных белков-переносчиков без затраты энергии.
Каналы — белковые молекулы в мембране, создающие гидрофильный проход
Характеристика каналов:
-
селективны (специфичны); -
изменяют свое состояние; -
чувствительны к лигандам и заряду мембраны.
С помощью облегченной диффузии в клетку попадают органические вещества с высокой полярностью.
Особенности облегченной диффузии
-
быстрее, чем простая диффузия; -
происходит по электрохимическому градиенту; -
с помощью белка-переносчика или белков трансмембранных каналов; -
ограниченный по скорости и насыщаемый процесс; -
можно блокировать, связав переносчик — чувствительна к ингибиторам; -
конкуренция переносимых веществ за переносчик; -
не расходуется энергия.
Активный транспорт
Активный транспорт — процесс трансмембранного переноса веществ против их градиента концентрации с затратами энергии.
Роль: поддержание жизненных процессов
Активный транспорт всегда происходит посредством белков-носителей, называемых транспортерами. Деятельность белкового насоса:
-
зависит от источника метаболической энергии:
-
первичные транспортеры требуют прямого использования АТФ, например, транспортные механизмы для , , Са; -
вторичные транспортеры — белки, чьи транспортные функции требуют одновременного перемещения иона (обычно ) по градиенту концентрации, который поддерживается первичными транспортерами (например, транспортные механизмы для глюкозы и аминокислот);
2. вещества транспортируются против их электрохимического градиента
3. происходит только в одном направлении через плазматическую мембрану.
Ионный канал образуется одной или несколькими белковыми субъединицами, окружающими центральную пору.
-
Транспорт через ионные каналы всегда пассивен, и его максимальная скорость приблизительно в 1 000 раз больше, чем у белков-переносчиков. -
Ионные каналы высоко селективны для определенных ионов -
Ионные каналы изменяют свою активность (открываются в ответ на определенный стимул (раздражитель), который может быть электрическим, химическим или механическим).
Электрочувствительные каналы, осуществляя перенос , К или Са, имеют большое значение для возбудимых клеток(например, нервных и мышечных).
Лигандчувствительные каналы распространены во всех органах и тканях и участвуют в восприятии клетками химических раздражителей.
Эндо – экзоцитоз.
Транспорт макромолекул, их комплексов и крупных частиц внутрь клетки происходит совершенно иным путем — посредством эндоцитоза. Выведение тех же грузов из клетки называется экзоцитозом.
При эндоцитозе определенный участок клет мем захватывает внеклеточный материал, заключая его в мембранную вакуоль.В дальнейшем вакуоль соединяется с лизосомой, ферменты которой расщепляют молекулы до мономеров.
Экзоцитоз — процесс, обратный эндоцитозу. Благодаря ему клетка выводит внутриклеточные продукты, заключенные в вакуоли или пузырьки. Пузырек подходит к цитоплазматической мембране, сливается с ней, а его содержимое выделяется в окружающую среду. Так выводятся пищеварительные ферменты, гормоны.
10. Рецепторная функция мембран. Клеточная адгезия и принятие клеткой сигналов.
Рецепторная (находящиеся на поверхности мембраны рецепторы воспринимают внешние воздействия, передают эту информацию внутрь клетки, позволяя ей быстро реагировать на изменения окружающей среды).
Клеточная адгезия-это процесс, посредством которого клетки взаимодействуют и прикрепляются к соседним клеткам через спец молекулы клеточной