7. Биофизика

7.1. Перечислите основные функции биологических мембран.

7.2. Перечислите названия основных молекулярных компонент биологических мембран.

7.3. Число жирнокислотных гидрофобных «хвостов», которыми обладают молекулы мембранных липидов, образующих липидный бислой в биомембране, равно ______.

7.4. Молекулы липидов в биологических мембранах образуют непрерывный двойной слой толщиной 5 нм, называемый ________________ .

7. 5. Белки, пронизывающие липидный бислой и контактирующие с водной средой с обеих сторон клеточной мембраны, называются ___________ белками.

7.6. ___________________ белки можно выделить из мембраны мягкими методами, например экстракцией солевым раствором, тогда как ______________ белки можно извлечь только при полном разрушении бислоя детергентами или органическими растворителями.

7.7. Подобно липидам белки способны вращаться относительно оси, перпендикулярной плоскости бислоя ( ___________ диффузия); многие из них могут двигаться в плоскости мембраны ( __________ диффузия), но они не могут перемещаться поперек бислоя путем ______________________________ .

7.8. Метод электронного парамагнитного резонанса, который очень полезен для изучения подвижности молекул липидов, требует введения в липиды ________, например, нитроксильного радикала.

7.9. Искусственные бислои, содержащие определенные липиды или смесь различных липидов можно получить либо в форме сферических везикул (пузырьков), называемых ___________, либо в форме плоских бислоев, называемых ___________ мембранами.

7.10. Электрическая емкость полярных головок фосфолипидов составляет C(1) = мкФ/см², а «жирнокислотные хвосты »фосфолипидов имеют емкость C(2) = мкФ/см². Определите электрическую емкость, приходящуюся на один квадратный сантиметр площади монослоя в мембране.

7.11. Электрическая емкость полярных головок фосфолипидов составляет C(1) = 34,0 мкФ/см², а «жирнокислотные хвосты» фосфолипидов имеют емкость C(2) = 0,6 мкФ/см². Определите электрическую ёмкость, приходящуюся на один квадратный сантиметр площади бислойной мембраны.

7.12. Чтобы небольшие полярные молекулы, например сахара, аминокислоты, а так же ионы могли проходить через мембрану клетки, необходимы особые белки, называемые _______________ белками, которые осуществляют их перенос.

7.13. Есть два больших класса мембранных транспортных белков: белки - ______________, которые специфически связываются с веществами, содержащимися в среде и изменяют свою конформацию, чтобы перенести эти вещества через мембрану; и белки - ____________, образующие в мембране заполненные водой поры, через которые определенные вещества могут пересекать мембрану в соответствии с электрохимическим градиентом.

7.14. Белки - _____________ образуют поры в мембране клеток эукариот; эти поры заполнены водой. Почти все эти белки в плазматической мембране эукариот осуществляют избирательный транспорт ионов и поэтому называются ________________.

7.15. Поступление веществ в клетку регулируется двумя основными транспортными процессами: _____________ транспортом, не требующим затрат энергии, и ____________ транспортом, при котором отдельные растворенные вещества проходят через мембрану в сторону увеличения концентрации.

7.16. Молекула глюкозы последовательно диффундирует через два диффузионных барьера с проницаемостями - первого барьера P(1) = 3 мкм/с, и второго P(2) = 3 мкм/с. Определите проницаемость для глюкозы всего диффузионного барьера в целом.

7.17. Молекула глюкозы последовательно диффундирует через два диффузионных барьера с проницаемостями - первого барьера P(1) = 1 мкм/с, и второго P(2) = 3 мкм/с. Определите диффузионное сопротивление для глюкозы всего диффузионного барьера в целом.

7.18. Определите толщину диффузионного барьера, если коэффициент диффузии молекул глюкозы для этого случая составляет 0,52·10^-5 см²/с, коэффициент распределения K = 7 , а коэффициент проницаемости глюкозы по отношению к этому диффузионному барьеру равен 6·10^-6 см/с.

7.19. Происходит свободная диффузия молекул глюкозы в растворе. Спустя время t = 1 с после нанесения вещества в точку с координатой x₀ = 80 нм концентрация глюкозы в этой точке составила 1 ммоль/м³. Определите координату точки, в которой концентрация в этот момент времени окажется равной 0,37 ммоль/м³, если коэффициент диффузии глюкозы в растворе равен D = 0,5·10^-7 см²/с.

7.20. Определите среднее квадратичное расстояние, на которое переместится молекула фосфолипида в мембране за 90 мкс в процессе латеральной диффузии. Измеренный методом спиновой метки коэффициент латеральной диффузии для рассматриваемых молекул фосфолипидов составляет D = 2·10^-8 см²/с.