6 Жасуша мембранасының құрылысы

мембрананың негізі - липидтер, олар бір біріне перпендикуля түрде, екі қатар болып орналасқан, ал ақуыздардың кейбірі липид қабатына жабысып, кейбірі оған батып немесе оны толығымен тесіп орналасқан (6 сурет).

Жалпы липидтер үш түрде: фософолипид, гликолипид және стероид түрінде кездеседі. Бұлардың ішінде фосфолипидтердің үлесі басым, яғни көптеген денелердің мембрана қабаты фосфолипид молекуласынан құралған деп санауға болады. 7,Фосфолипид молекуласының құрылысы

Биологиялық мембранадағы фосфолипид молекулалары екі бөліктен: полярлы бастан және полярсыз құйрықтан тұрады. Полярлы бастың алып жатқан ауданы 0,6 нм² тең, ал құйрыққа сәйкес келетін аудан 0,2-0,3 нм². Фосфолипид молекуласының барлық ұзындығының 1 бөлігі полярлы басқа, қалған 2 бөлігі оның құйрығына сәйкес келеді

Кей фосфолипид молекуласының полярлы басы азотты топтардан (этаноламин,фосфат,холин) құралған болса, кей бірі азотсыз негіздерден (серин,инозин,треонин) құралған және зарядталған болып келеді, соның нәтижесінде ол гидрофильді қасиетке ие, осы себепті олар су молекулаларын жақсы тартады. Полярлы бас «мойын» арқылы «құйрықпен» жалғасқан. «Мойын» деп көп атомды спирттер: глицерин немесе сфингозиннен құралған құрылымды атаймыз. Құрамындағы спирт түріне сәйкес фосфолипидтерді: глицерофосфатты және сфингофосфатты деген түрлерге бөледі.

Глицерофосфатты немесе сфингофосфатты «мойынға» полярсыз құйрық жалғанған, ол екі тармақ түрінде, көміртегінің 14 - 24 атомынан тұратын, май қышқылы молекулаларынан құралған тізбек түрінде болады.

Тізбектегі көміртегі атомына бір немесе екі сутегі атомы жабысып орналасқан, құрамы мен құрылымы парафинге ұқсас, су жұқпайды, яғни гидрофобты болып келеді (7б- сурет). Екі тармақты фосфолипид құйрықшасының бірі қаныққан, екіншісі қанықпаған май қышқылынан құралады.

8 Бм ақуыздар мен липидтер, түрлері

Биологиялық мембрананы құрайтын гликолипид молекуласы қатар жатқан жасушалардың бір біріне жабысып қалмауын қамтамасыз етеді. Бұл липидтер қатар жатқан жасуша беттерінде теріс электр зарядтарын туғызады, нәтижесінде пайда болған электростатикалық өріс әсерінен олар бір бірінен алшақтайды. Егер мембранадағы гликолипидтер белгілі бір шамадан асып кетсе, онда жасушалар бір біріннен тіптен алшақтап кетеді, нәтижесінде олардың өз ара ақпарат алмасуы бұзылады.Ақуыздар мембрана қабытында әр түрлі орналасқан, бірі мембрана бетіне жабысып тұрса, бірі оны тесіп өтеді. Мембрана бетіне жабысып орналасқан ақуыздарды перифериялық, ал оны тесіп өткендерін интегралдық ақуыздар беп атайды. Интегралды ақуыздар липиттер тәрізді, мембрана қабытындағы бөлігі -спираль түрінде ширатылған түрде болып келетін гиброфобты қасиеті бар, аминоқышқылдарынан тұрады, ал мембрана қабатынан сыртқа шыққан бөлігі гидрофильді қасиетке ие және аминоқышқылдарынан тұрады. Бұл ақуыздар мембрана қабытына гидрофильді әсерлесу нәтижесінде пайда болатын күштер арқылы ұсталып тұр. Кейбір интегралды ақуыздардың мембранадан сыртқа шыққан бөлігіне көмірсулар жабысып тұрады, мұндай комплекстерді гликопротеин деп атайды, олар рецепторлық қызмет атқарады және ақзаның иммундық реакцияларында маңызды роль бар. Перифериялық ақуыздар мембрананың сыртқы бетіне де, ішкі бетіне де орналаса алады. Бұл ақуыздар мембрана қабытына электростатикалық әсерлесу нәтижесінде пайда болатын күштер арқылы ұсталып тұр, бұл күштер интегралды ақуыздарды ұстайтын күшпен салыстырғанда әлде қайда төмен, сондықтан перифериялық ақуыздарды мембрана бетінен жұлып алу жеңіл. 9 Интегралды және перифериялық ақуыздарИнтегралды ақуыздар липиттер тәрізді, мембрана қабытындағы бөлігі -спираль түрінде ширатылған түрде болып келетін гиброфобты қасиеті бар, аминоқышқылдарынан тұрады, ал мембрана қабатынан сыртқа шыққан бөлігі гидрофильді қасиетке ие және аминоқышқылдарынан тұрады. Бұл ақуыздар мембрана қабытына гидрофильді әсерлесу нәтижесінде пайда болатын күштер арқылы ұсталып тұр. Кейбір интегралды ақуыздардың мембранадан сыртқа шыққан бөлігіне көмірсулар жабысып тұрады, мұндай комплекстерді гликопротеин деп атайды, олар рецепторлық қызмет атқарады және ақзаның иммундық реакцияларында маңызды роль бар. Перифериялық ақуыздар мембрананың сыртқы бетіне де, ішкі бетіне де орналаса алады. Бұл ақуыздар мембрана қабытына электростатикалық әсерлесу нәтижесінде пайда болатын күштер арқылы ұсталып тұр, бұл күштер интегралды ақуыздарды ұстайтын күшпен салыстырғанда әлде қайда төмен, сондықтан перифериялық ақуыздарды мембрана бетінен жұлып алу жеңіл.

10. БМ ақуыздар мен липидтердің қозғалғыштығыМембрана құрамындағы липидтер мен ақуыздар қозғалғыш келеді, егер молекула қозғалысы мембрананың бір қабатында орын алса, ондай қозғалысты – латериалды диффузия деп атайды, егер молекула мембрананың бір қабытынан екінші қабаттына орын ауыстырса, оны флип-флоп орын ауыстыру деп атайды. Латериалды диффузия кезіндегі молекуланың бір орыннан екінші орынға ауысу жиілігі мынаған тең:Молекуланың t уақыт мерзіміндегі орташа квадраттық орын ауыстыруы мына өрнекпен анықталынады:Мембаранадағы фофолипид молекуларладың флип-флоп түріндегі қозғалысы латериалды диффузиямен салыстырғанда өте баяу жүреді, мысалы, фосфолипид молекуласы мембрананың бір қабатынан екінші қабатына өтуіне 1 сағатқа жақын уақыт қажет екен. Ал ақуыз молекулалары мұндай орын ауыстыруға қатыспайды.Латериалды және флип-флоп диффузия жылдамдықтардың әр түрлі болуының үлкен маңызы бар. Латериалды диффузия жылдамдығының үлкен болуы мембранадағы химиялық рекациялардың жылдам өтуіне ықпал етеді, ал флип-флоп орын ауыстыруының баяу өтуі мембранадағы тепе теңсіздікті қамтамасыз етеді.

11. БМ темпереатураға тәуеділігі Бір қалыпты физиологиялық жағдайда, яғни температура адам денесінің температурасына тең, рН және иондар концентрациясы тұрақты болғанда биологиялық мембрана қабаты «сұйық кристаллды» күйде болады. «Сұйық кристалл» күй деп құрылымда сұйыққа да (құрылым бөлшектері ретсіз, хаосты қозғалыста), кристаллға да (құрылым бөлшектері кеңістікте реттелген күйде) тән қасиет бір мезгілде кездесетін күйді атаймыз. Температура төмендегенде биомембрананың фосфолипидтік қабаты өз құрылымын сақтай отырып қатты кристалл күйге көшеді.

Сұйық кристаллды биомембрана құрылымы температура өзгерісіне өте сезімтал. Температура төмендегенде мембрана сұйық кристалл күйден қатты кристалл гель тәрізді күйге ауысады. Бұл кезде мембрана өзінің толық құрылымын сақтайды, фосфолипид құйрышқалары түзуленіп, бір біріне параллель орналасады және олардың тербелісі шекетеледі. Сұйық кристалл күйде бір липид молекуласы алып жатқан аудан 0,58 нм² болса, гель күйде бұл шама 0,48 нм² дейін төмендейді, яғни мембрана көлемі азаяды, оның есесіне мембрана қабаты қалыңдайды