Мембраны слияние

Выражение (9.43) позволяет высказать предположения о возможном механизме преодоления сил структурного отталкивания в биологических системах в процессе слияния мембран. Известно, что слияние мембран происходит лишь в том случае, когда в растворе, омывающем мембраны, в достаточном количестве присутствуют ионы Са + [430]. Одна из особенностей взаимодействия этих ионов с фосфолипидными бислоями заключается в том, что ионы Са + могут легко связываться с полярными головками фосфолипидных молекул и способны соединять две такие молекулы, образуя между ними кальциевые мостики [430]. Следовательно, адсорбция ионов Са + на поверхности бислоя приводит к стабилизации, цементированию его структуры. Другая особенность связана с тем, что ионы Са +, проникая в область полярных головок бислоя, вытесняют оттуда молекулы воды, т. е. дегидратируют поверхности бислоя [460]. [c.167]

Как происходит высвобождение нейромедиатора Путем изучения миниатюрных потенциалов концевых пластинок удалось установить, что высвобождение медиатора идет квантами , т. е. путем полного опорожнения каждого отдельного пузырька. Миниатюрные потенциалы представляют собой флуктуации постсинаптического потенциала, наблюдаемые при слабой стимуляции пресинаптического нейрона. Эти флуктуации соответствуют случайному высвобождению медиатора из отдельных синаптических пузырьков [42]. В нормальных условиях под влиянием сильного импульса выделяется примерно 100—200 квантов медиатора — количество, достаточное для инициирования потенциала действия в постсинаптическом нейроне. Какие химические процессы стимулируют высвобождение нейромедиатора Видимо, деполяризация мембраны синаптических окончаний вызывает быстрый ток ионов кальция в клетку [43, 44]. Временное увеличение внутриклеточной концентрации Са + стимулирует слияние мембраны синаптических пузырьков с плазматической мембраной и таким образом запускает процесс высвобождения их содержимого. Для выброса содержимого одного пузырька требуется примерно четыре нона кальция. Синаптические пузырьки покрыты оболочкой, напоминающей по структуре решетку и образованной одним белком — клатрином (мол. вес. 180 000). Каково значение этой оболочки, пока еще неясно. [c.331]

Особенностью этих процессов является то, что связывание происходит без затрат энергии, но специфически если в мембране нет подходящих участков связывания для захватываемой частицы, то она и не взаимодействует с ней. Однако образование пузырька и его отрыв от мембраны требует затрат энергии, что указывает на сходство специфических видов клеточного транспорта с активным транспортом. Характерно также дальнейшее слияние пузырьков с лизосомами, где содержимое пузырьков разрушается. [c.109]

В общих чертах картину участия ацетилхолина в осуществлении передачи нервного импульса возбуждения можно представить следующим образом. В синаптических нервных окончаниях имеются пузырьки (везикулы) диаметром 30—80 нм, которые содержат нейромедиаторы. Эти пузырьки покрыты оболочкой, которая образована белком клатрином (мол. масса 180000). В холинергических синапсах каждый пузырек диаметром 80 нм содержит 40000 молекул ацетилхолина. При возбуждении высвобождение медиатора происходит квантами , т.е. путем полного опорожнения каждого отдельного пузырька. В нормальных условиях под влиянием сильного импульса выделяется примерно 100—200 квантов медиатора—количество, достаточное для инициирования потенциала действия в постсинаптическом нейроне. Происходит это, по-видимому, следующим образом. Деполяризация мембраны синаптических окончаний вызывает быстрый ток ионов Са в клетку. Временное увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са стимулирует слияние мембраны синаптических пузырьков с плазматической мембраной и таким образом запускает процесс высвобождения их содержимого. Для выброса содержимого одного пузырька требуется примерно 4 иона Са . Выделенный в синаптическую щель ацетилхолин вступает во взаимодействие с белком-хеморецептором, входящим в состав постсинаптической мембраны. В результате изменяется проницаемость мембраны —резко увеличивается ее пропускная способность для ионов Ка. Взаимодействие между рецептором и медиатором запускает ряд реакций, заставляющих постсинаптическую нервную клетку или эффекторную клетку выполнять свою специфическую функцию. После выделения медиатора должна наступить фаза его быстрой инактивации, или удаления, чтобы подготовить синапс к восприятию нового импульса. [c.638]

Слияние пузырьков не предполагает постоянного включения везикулярной мембраны в пресинаптическую мембрану, так как даже после длительного стимулирования, т. е. после слияния большого количества везикул, плошадь поверхности мембраны возрастает только временно. Если в синаптической шели при стимуляции присутствует пероксидаза, то ее вскоре находят и в синаптических везикулах. Это доказывает, что слившиеся везикулярные мембраны быстро образуют пузырьки путем эндо-цитоза и при этом поглошают или захватывают внеклеточный материал. [c.200]

Клеточный материал может быть отделен от клетки внутрь ограниченных мембраной везикул экзоцитоз). Жидкий характер клеточной мембраны проявляется и при слиянии везикул с плазматической мембраной, что происходит в многочисленных секреторных процессах. К сожалению, невозможно наблюдать последовательные стадии процесса отделения везикул и их слияния с клетками, требующие быстрой перестройки фосфолипидных бислоев. [c.282]

Ацетилхолин высвобождается квантами в зависимости от потенциала действия пресинаптической мембраны. Выделению ацетилхолина способствуют ионы Са +, находящиеся во внутриклеточной жидкости. При деполяризации пресинаптической мембраны происходит выход ионов Са " ", что обеспечивает слияние синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной. [c.54]

Внедряются новые методы селекции продуцентов, их поддержания в активном состоянии и хранения. Например, для получения активных продуцентов у дрожжей и плесневых грибов применяют метод слияния протопластов, когда после удаления клеточной стенки и воздействия полиэтиленгликоля клеточная мембрана частично растворяется и может произойти слияние протопластов двух штаммов и последующая рекомбинация генетического материала. После регенерации клеточной стенки микроорганизм будет иметь другие свойства. Такие микроорганизмы менее стабильны, чем дикие , поэтому необходимо применять соответствующие методы сохранения их активности. Из относительно новых можно назвать лиофилизацию и хранение под жидким азотом. [c.311]

Из рис. XV. 14 видно, что на больших расстояниях и на очень малых расстояниях преобладает притяжение. Однако, если мембраны несут большой поверхностный заряд, для соединения мембран потребуется преодолеть очень значительную силу электростатического отталкивания. В случае умеренного поверхностного заряда энергетический барьер слияния мембран оказывается преодолимым. [c.40]

Рис. 4-37. Для внутриклеточного введения веществ, не проникающих через клеточную мембрану, используют три метода. А. Вещество в клетку вводят с помощью микропипетки за счет гидравлического давления порщня или электрического заряда вводимых молекул, вследствие чего вещество проникает в клетку в виде потока ионов (метод ионофореза). Б. Клеточная мембрана под действием короткого и мощного электрического разряда (2000 в/см в течение 200 мкс) нарушается, что обеспечивает вхождение в клетку определенных веществ. В. Использовано слияние мембран.

В начале процедуры получают пузырьки, окруженные мембранами (липосомы). Затем липосомы загружают необходимым веществом, смешивая концентрированный раствор этого вешества и суспензию фосфолипидов. Другая модификация этого метода включает на первом этапе нарушение мембраны эритроцитов, приводящее к утрате ими клеточного содержимого, и последующее помещение полученных теней эритроцитов в раствор нужного вещества, где происходит их заполнение и затягивание плазматических мембран. Оба вида носителей (как липосомы, так и тени эритроцитов можно вводить в клетки-мишени за счет слияния мембран под действием определенных вирусных белков (синтезируемых вирусом [c.200]

Измерение концентрации и распределения неорганических ионое и других низкомолекулярных веществ в клетках необходимо выполнять на интактной живой ткани. Весьма эффективен для этого ядерный магнитный резонанс (ЯМР) ЯМР представляет собой полностью неинвазивный метод, он используется для измерения относительной концентрации многих малых молекул, но, к сожалению, его применение требует значительного количества образца. Для определения концентрации специфических ионов в отдельных клетках или в отдельных частях клеток можно применять флуоресцентные индикаторные красители. Стеклянные микроэлектроды незаменимы для измерения не только электрических потенциалов и потока ионов через плазматическую мембрану с их помощью удается определять концентрацию специфических внутриклеточных ионов. Микроэлектроды можно использовать и для инъекции в клетки молекул, не проникающих через мембраны Альтернативные подходы состоят во временном повышении проницаемости мембран или в слиянии клеток с частицами, окруженными мембранами и содержащими макромолекулы. [c.201]

Гибридизация соматических клеток осуществляется благодаря слиянию протопластов, изолированных из соматических клеток растений, и служит для создания новых генотипов, новых форм растений. Использование изолированных протопластов позволяет решать множество теоретических и практических задач. С их помощью можно вести селекцию на клеточном уровне, работать в малом объеме с большим числом индивидуальных клеток, осуществлять прямой перенос генов, изучать мембраны, вьщелять пла-ствды. Протопласты непременно участвуют в соматической гибридизации. Термин соматическая гибридизация , означающий процесс слияния протопластов соматических клеток, был введен №. Мельхерсом в 1974 г. [c.188]

Поперечнополосатые мышцы состоят из пучков длинных нитей (волокон) диаметром 10—100 мкм, которые образуются обычно в результате слияния большого числа эмбриональных клеток. Длина таких волокон у млекопитаюш,их составляет, как правило, 2—3 см, однако иногда достигает 50 см. Каждое волокно можно рассматривать как клетку, содержаш.ую до 100—200 ядер. В клетках присутствуют обычные клеточные органеллы, имеюш.ие, однако, специальные названия. Например, плазматическая мембрана (плазмалемма) мышечных клеток (волокон) носит название сарколеммы их цитоплазма называется саркоплазмой, а митохондрии — саркосомами. [c.318]

НС, лизолецитин также участвует в слиянии мембран in vivo, как это было предположено в случае экзоцитотического высвобождения молекул медиатора из хромаффинных гранул. Лизолецитин может разрыхлять участвующие в этом процессе мембраны с тем, чтобы медиатор легче проходил через них. [c.73]

Крупные макромолекулы (белки, полинуклеотиды или полисахариды), даже крупные частицы могут как поглощаться, так и секретироваться клетками. При их переносе происходит последовательное образование и слияние окруженных мембраной пузырьков (везикул), т. е. перенос веществ вместе с частью плазматической мембраны. Если таким путем осуществляется транспорт растворенных веществ — это пиноцитоз (от греч. пинос— пить), если твердых — фагоцитоз (от греч. фагос— есть, цитос— клетка).-При процессе эндоцитоза поглощенное вещество окружается небольшим участком мембраны, который вначале впячивается, а затем отщепляется, образуя внутриклеточный пузырек, содержащий захваченный клеткой материал. Большинство частиц, поглощенных при эндоцитозе, попадает затем в лизосомы, где они подвергаются деградации. [c.314]

Включение мембранных белков в бимолекулярные липидные мембраны открывает новые перспективы на пути дальнейшего сближения этой модельной системы с биологическими мембранами. В качестве примера успешной реконструкции функционально активных бислойных мембран можно привести слияние белоксодержащих лнпосом с уже сформированными мембранами в условиях осмотического стресса или под действием ионов Са и других агентов, сблегчаю1цих слияние мембран (рис. 303). [c.575]

Клеточную мембрану можно описать как обладающую поверхностным натяжением [б0]] фазовую поверхность раздела двух несмешиваю-щихся жидкостей (внутри- и внеклеточных растворов электролитов). Начальные стадии фагоцитоза (деформацию клеточной мембраны) или слияния двух мембран можно адекватно трактовать как дестабили- [c.65]

Быстрая деполяризация мембраны яйца препятствует слиянию с инм других спермиев, т.е. предотвращает поляспермию [20] [c.45]

Однако у большинства организмов яйцеклетки не имеют микропиле и могут сливаться со спермием в любом участке своей поверхности. У яйцеклеток некоторых животных (таких, как морские ежи и амфибии) полиспермию предотвращает быстрая деполяризация плазматической мембраны после слияния с первым сперматозоидом. Мембранный потенциал яйца морского ежа составляет примерно — 60 мВ. Через несколько секунд после контакта со спермием мембранный потенциал резко падает и меняет знак, доходя приблизительно до + 20 мВ, а затем спустя около минуты начинает постепенно возвращаться к исходному уровню (рис. 14-49). Если предотвратить деполяризацию мембраны (в основном обусловленную притоком ионов Na в яйце- [c.45]

Поэтому радиоактивные изотопы с энергией а-частиц 4—5 МэВ целесообразно использовать для облучения пленок толщиной до 10—15 мкм. При обработке пленок следует правильно выбирать дозу облучения, чтобы пористость была не слишком малой (так как при этом будет мала проницаемость мембраны) и не очень большой, чтобы не снизить селективность мембраны вследствие возможного увеличения размеров пор при их слиянии. В настоящее время фильтры Нуклеопор , изготовленные на основе поликарбонатпых пленок, выпускаются в виде дисков диаметром от 13 до 293 мм с порами диаметром от 0,1 до 8 мкм. Отклонение диаметров пор от номинального значения допускается в пределах 10%. [c.35]

Слияние протопластов — механизм обмена генетической информацией при непосредственном контакте участков цитоплазматической мембраны у бактерий, лишегшых клеточной стенки. [c.22]

Капацитация включает начальное изменение мембраны спермия, что позволяет ему пройти вторую фазу (акросомную реакцию), а также слияние плазменной и внешней акросомной мембран. В настоящее время первую фазу обозначают как собственно капацитацию, а вторую — как акросомную реакцию. [c.212]

Типичный экзоцитоз сопровождается полным слиянием везикулы с пресинаптической мембраной и выбрасыванием нейромедиатора в синаптическую щель. Процесс освобождения медиатора зависит от присутствия ионов Са . В покое внутриклеточная концентрация ионов Са " " ничтожно мала и поддерживается системами активного транспорта кальция из нервного окончания. При возбуждении нейрона происходят кратковременное открытие кальциевых каналов и поступление ионов Са в нервное окончание. Эти ионы взаимодействуют со специфическими белкал и синаптической везикулы и пресинаптической мембраны, инициируя тем самым ЭКЗОЦИТОЗ и освобождение медиаторов. Для осуществления экзоцитоза необходимо создание критической (достаточно высокой) концентрации ионов Са около везикул в очень короткий промежуток времени, поэтому вероятность освобождения медиатора невелика из 50 готовых для экзоцитоза везикул возбуждается не более одной. [c.459]

Механизм электрослияния клеток. А) расположение силовых линий Б) силы, действующие на мембраны в области кромки пор, длина стрелок соответствует величине действующей силы В) поле, направленное тангенциально к поверхности мембраны в кромке поры, растягивает пору и приводит к полному слиянию клеток [c.45]

Силы, действующие на клеточные мембраны в электрическом поле, играют важную роль в сближении мембран при электроиндуцированном слиянии клеток. Механизм электроиндуцированного слияния, вероятно, несколько отличается от механизма слияния плоских БЛМ (см. выше). Согласно одной из гипотез, электрослияние начинается со стадии образования соосных пор в контактных мембранах сближенных клеток (рис. XV. 19). В области образования соосных пор линии поля располагаются тангенциально к поверхности мембраны и создают силу, которая заставляет сближаться участки мембраны вблизи поры. В результате действия этих сил повышается вероятность смыкания кромок пор (рис. XV. 19, Б). После образования сквозной поры поле, направленное тангенциально к кромке поры, стремится растянуть пору (рис. XV.19, Б), что приводит к полному слиянию клеток. [c.45]

Взаимодействие клеточных мембран. В обычных физиологических условиях слияние клеточных мембран является важным биологическим процессом, лежащим в основе таких явлений как экзоцитоз гормонов, ферментов, нейротрансмедиаторов, а также при образовании гигантских клеток в воспалительных процессах, при внедрении вирусов, обладающих оболочкой, в клетки хозяев (вирус СПИД). Рассмотренные выше механизмы действия электрических полей на бислойные мембраны и клетки дают представление о физико-химических факторах, влияющих на взаимодействие клеточных мембран, которые приводят к их слиянию. Однако, конкретные молекулярные механизмы этого биологического явления намного сложнее. Основная особенность состоит в активном участии специальных мембранных белков в процессе слияния. В качестве примера рассмотрим роль гемоагглютинина (ГА) вируса простудных заболеваний (Уайт, 1992). Молекула этого белка состоит из трех субъединиц, каждая из которых содержит пептид с большим количеством гидрофобных аминокислот. Г А играет важную роль в первичном связывании вируса и атакуемой им клетки. Вследствие изменения третичной структуры Г А вируса происходит освобождение его глобулярных пептидов и их присоединение к мембране атакуемой клетки. [c.46]

Между прочим, сейчас электрический пробой мембраны используют для слияния между собой разнородных клеток. Создание таких гибридных клеток позволяет решать разные задачи цитологии, генетикч и даже биотехнологии. Сами по себе клетки не сд п-ваются. Раньше основным инструментом для слияния клеток был специальный вирус — вирус сендай, сейчас с той же целью начали использова1Ь (в частности, в Институю электрохимии АН СССР) электрический пробой, [c.146]

Рис 6-70. Электронные микрофотографии, показывающие экзоцитоз в тучных клетках крысы. А. Клетка не подвергалась стимуляции. Б. Клетка активировалась внеклеточным лигандом с целью вызвать секрецию запасенного в ней гистамина. Пузырьки, содержащие гистамин, выглядят темными, а пузырьки, освободившиеся от него. - светлыми. То. что остается в пузырьках после секреции гистамина, представляет собой сеть из нротеогликанов, с которыми в норме связан запасаемый гистамин. Если секреторный пузырек слился с плазматической мембраной, го его собственная мембрана часто служит после этого мишенью для слияния с другими секреторными пузырьками. Таким образом, множество секреторных пузырьков в тучных клетках открывается во внеклеточное пространство через другие открывшиеся пузырьки. В результате клетка (Б) содержит несколько больших полостей, образованных слившимися друг с другом мембранами множества опорожненных пузырьков, составляющих теперь с плазматической мембраной единое целое. Эти полости не всегда оказываются в одной плоскости сечения клетки. (По D. Lawson et al., J. [c.410]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология