Тема 1: «клетка»

Вопрос 1. Химический состав, организация плазмолеммы. Функции плазмолеммы.

Плазматическая мембрана – жидкая динамическая система с мозаичным расположением белков и липидов. Плазмолемма состоит на 45% из липидов, которые формируют бислой мембраны клетки; на 50% из белков, и на 2 – 10% из углеводов. Основа мембраны – билипидный слой, образованный фосфолипидами, сфинголипидов, холестерина. Молекула фосфолипида состоит из полярной гидрофильной головки, которая обращена кнаружи, и аполярного гидрофобного хвоста, обращенного вовнутрь (по отношению к плазмолемме). Гидрофобный характер сердцевины бислоя определяет возможность или невозможность непосредственного проникновения через мембрану различных веществ: неполярные вещества свободно проникают через мембрану, а полярные вещества могут проникать через мембрану только с помощью вторичных посредников. Сфинголипиды – липиды, содержащие основание с длинной цепью и находящиеся в большом количестве в миелиновых оболочках нервных волокон, плазмолемме шванновских клеток.

Из белков различают интегральные (прочно встроенные в билипидный слой на всем его протяжении), полуинтегральные и периферические (находящиеся на одной из поверхностей клеточных мембран). Примерами интегральных мембранных белков являются белки ионных каналов и рецепторные белки, а периферических – рецепторные и адгезионные (на наружной поверхности), белки цитоскелета, белки системы вторых посредников (на внутренней поверхности). Для интегральных белков характерно латеральная подвижность – они могут перераспределяться в мембранах в результате взаимодействия с периферическими белками, элементами цитоскелета, молекулами мембраны соседних клеток и компонентами внеклеточного матрикса.

Углеводы мембраны входят в состав гликопротеинов и гликолипидов, а цепи олигосахаридов на наружной поверхности мембран формируют гликокаликс (поверхностную оболочку, участвующую в процессах межклеточного узнавания, межклеточного взаимодействия и пристеночного пищевария).

Функции: 1) трансмембранный транспорт веществ; 2) эндоцитоз - поглощение клеткой воды, веществ, частиц, микроорганизмов; 3) экзоцитоз - секреция, внутриклеточные секреторные везикулы сливаются с плазмолеммой, а их содержимое выходит из клетки. 4) межклеточные информационные взаимодействия.

Вопрос 2. Избирательная проницаемость плазмолеммы: пассивный транспорт, облегчённая диффузия, активный транспорт, сочетанный или обменный транспорт ионов, белки-переносчики и ионные каналы.

Пассивный транспорт — перенос веществ по градиенту концентрации из области высокой концентрации в область низкой без затрат энергии (например, диффузия, осмос). Характеризуется низкой специфичностью. Диффузия — пассивное перемещение вещества из участка большей концентрации к участку меньшей концентрации (диффузия газов при дыхании). Осмос — поток воды через полупроницаемую мембрану из компартмента с меньшей концентрацией растворенных в воде веществ в компартмент с большей их концентрацией (гипер-, изо- и гипотонические растворы).

Облегченная диффузия осуществляется с участием компонентов мембраны (ионные каналы, белки-переносчики, анионообменники), по градиенту концентрации и без затрат энергии.

Активный транспорт - перенос молекул через биологическую мембрану при участии АТФаз из области низкой концентрации в область высокой концентрации (против градиента), что требует расхода энергии. Активный транспорт веществ происходит только в области клеточных мембран и носит однонаправленнный характер.

Активный транспорт обладает следующими особенностями: для него необходима энергия. В простейшем случае активный транспорт осуществляется гипотетическими переносчиками, располагающимися на поверхности клеточной мембраны. На внутренней стороне мембраны переносчик освобождает транспортируемое вещество и диффундирует обратно к наружной стороне мембраны.

Натрий, калиевая АТФаза выкачивает натрий из клетки в обмен на калий, протонная, калиевая АТФаза участвует в образовании соляной кислоты, кальциевая АТФаза откачивает ионы кальция из цитозоля против градиента во внутриклеточное депо кальция.

К сочетанному или обменному транспорту ионов относят следующие виды транспорта: симпорт, антипорт.

Симпорт – сочетанный обменный транспорт двух или более веществ в одном направлении через один канал.

Антипорт – согласованный перенос двух или более веществ через один канал в противоположных направлениях.

Белки-переносчики специальный молекулы белковой природы связывающиеся с лигандом и обеспечивающие его транспорт к рецептору, связывание с рецептором и проникновение в цитоплазму клетки.

Ионные каналы - большая группа интегральных белков, обеспечивающих избирательный транспорт ионов через фосфолипидный бислой мембраны ИЗ КЛЕТКИ В МЕЖКЛЕТОЧНОЕ ПРОСТРАНСТВО И ОБРАТНО! Образованы несколькими связанными между собой белковыми субъединицами.