Мембрана, активный транспорт образование

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]

Эту форму проникновения веществ в клетку характеризуют как транспорт через цитоплазматическую мембрану. В некоторых случаях такой транспорт сопровождается не только образованием соединений проникающих веществ с химическими комплексами цитоплазматической мембраны, но и затратой энергии, выделяющейся в процессе клеточного метаболизма. В этом случае он характеризуется как активный транспорт . [c.16]

Активному транспорту ионов противостоит их пассивная трансмембранная диффузия по электрохимическому градиенту через специфические ионные каналы, образованные особыми белками (см. рис. 17.2). Скорость этой диффузии определяется проницаемостью мембраны для данного иона. У аксона она в 20 раз выще для К+, чем для Ма . Следовательно, пассивная потеря аксоном идет быстрее, чем пассивное поступление Ка+ за счет диффузии. В результате в аксоне становится меньще катионов и создается отрицательный заряд. Это и есть потенциал покоя, величина которого определяется главным образом электрохимическим градиентом К+. [c.282]

При пассивном переносе вещества Ki = К , так как энергия образования и распада комплекса одинакова у обеих поверхностей мембраны [ср. уравнение (1.6)1. В случае активного транспорта Ki ф (см. гл. 6). Если обозначить через с о общую концентрацию переносчика в мембране во всех его формах, то [c.138]

Согласно теоретическим соображениям, для транспортного процесса необходимо, чтобы транспортирующие белки находились в мембране в форме агрегатов из близких по размеру двух или более полипептидных цепей (их размер должен соответствовать толщине мембраны). Предполагается, что вдоль центральной оси этого агрегата проходит наполненный водой канал. Если этот агрегат представляет собой димер из двух идентичных полипептидных цепей, он должен иметь ось симметрии, параллельную этому каналу, т. е. перпендикулярную плоскости мембраны. Активный центр, специфичный к транспортируемому лиганду, должен располагаться в полипептидной зоне внутри канала. При активном транспорте в одном из двух структурных состояний полипептидного агрегата активный центр обращен к водной фазе на одной стороне мембраны. Конформационное изменение полипептидной цепи, происходящее за счет поставляемой энергии, вероятно, позволяет связанному лиганду повернуться к другой стороне мембраны. Этот механизм находится в соответствии с концепцией фиксированных пор или каналов в плазматической мембране, образованных за счет специфической организации мембранных белков, а также согласуется с данными об асимметрии в расположении мембранных компонентов и о наличии белковых молекул, прошивающих всю толщу мембраны (см. выше). [c.376]

Образование АТФ является источником энергии для многих клеточных реакций, в том числе и для активного транспорта ионов через биологические мембраны, а также субстратом для синтеза вторичного посредника - цАМФ- [c.121]

Д. Н. Насонов, изучая секреторные клетки желез у животных объектов, выявил связь между аппаратом Гольджи и продуктами секреции. Однако у растений мало секреторных клеток и, по-видимому, участие в секреции не единственная функция аппарата Гольджи. Считают, что в аппарате Гольджи протекают лишь окончательная сборка и упаковка секретируемых веществ. Первые этапы сборки идут на мембранах эндоплазматической сети с участием рибосом. В аппарате Гольджи выявлены ферменты, связанные с синтезом полисахаридов и липидов. Есть данные, указывающие на определенную роль этой органеллы в образовании клеточной перегородки после деления и участии в обособлении ядовитых веществ, попавших в клетку извне, в образовании слизей и муцинов. Возможно, аппарат Гольджи представляет своеобразное мембранное депо клетки, поставляя мембраны для процесса транспорта веществ, клеточной поверхности, лизосом и других структур. Высокая его активность отмечена у растений в растущей пыльцевой трубке. [c.125]

М (pH 1,0), тогда как концентрация ионов Н в клетках составляет приблизительно 10 М (pH 7,0). Это означает, что обкладочные клетки обладают способностью секретировать ионы водорода даже против градиента порядка 10 1. По-видимому, эти клетки имеют какие-то очень активные мембранные насосы для секреции ионов водорода, так как для поддержания столь высокого градиента концентрации требуется значительное количество энергии. Перенос веществ через мембраны против градиента концентрации называют активным транспортом. Образование желудочной НС стимулируется особым, связанным с мембраной ферментом-TaK называемой" Н-транспортирующей АТРазой. При образовании желудочного сока на каждую молекулу цитозольного АТР, гидролизованного до ADP и фосфата, из цитозоля наружу через плазматическую мембрану выводятся два иона Н . [c.428]

Непористые реакционно-диффузионные мембраны отличаются от прочих химической формой связи компонентов разделяемой смеси и исходного материала мембраны. Химические реакции приводят к образованию новых веществ, участвующих в транспорте целевого компонента. Массоперенос компонентов разделяемой газовой смеси определяется не только внешними параметрами и особенностями структуры матрицы, но и химическими реакциями, протекающими в мембране. В подобных системах за счет энергетического сопряжения процессов диффузии и химического превращения возможно ускорение или замедление мембранного переноса, в определенных условиях возникает активный транспорт, т. е. результирующий перенос компонента в направлении, противоположном движению под действием градиента химического потенциала этого компонента. В сильнонеравновесных мембранных системах могут формироваться структуры, в которых возникают принципиально иные механизмы переноса, например триггерный и осциллирующий режимы функционирования мембранной системы. Обменные процессы такого рода обнаружены в природных мембранах, но есть основания полагать, что синтетические реакционно-диффузионные мембраны в будущем станут основным типом разделительных систем, в частности, при извлечении токсичных примесей из промышленных газовых выбросов. [c.14]

Клеточная мембрана и сеть эндоплазматических мембран являются существенным элементом каждой живой клетки. Они не только отграничивают друг от друга клетки и их структурные элементы, но и обеспечивают активный транспорт низкомолекулярных веществ. Основной биологической функцией эндоплазматической сети и связанного с ней образования — так называемого аппарата Гольджи является, по-видимому, синтез основных биополимеров клетки и их транспортировка в нужные участки клетки . В участках так называемой шероховатой сети с эндоплазматическими мембранами связаны рибонуклеопротеидные частицы — рибосомы, в которых происходит синтез белка. В гладких участках эндоплазматической сети происходит биосинтез полисахаридов и липидов. [c.600]

Таким образом, можно сделать вывод, что активация хлоропластов в процессе старения связана с потерей способности фотосинтетической мембраны хлоропластов к образованию протонного градиента и, следовательно, фосфорилирующей активности. Следует заметить, что, поскольку Тдрн==Т1= l/( i-f i< ) имеют близкие (в пределах ощибки эксперимента) значения, можно сделать вывод о том, что константа существенно превышает константу 1 , в силу чего необратимая инактивация хлоропластов проходит через состояние электронотранспортной цепи Хг и связана в первую очередь с процессом, характеризуемым константой k2 . Этот процесс и приводит к полной потере хлоропластами их активности по отношению к реакциям электронного транспорта. [c.135]

Проницаемость в живых клетках представляет собой активный процесс и имеет мало общего с молекулярной диффузией или осмотическим потоком. Наоборот, активный транспорт осуществляется чаще всего против градиента концентрации, т. е. в направлении от мепьшей концентрации к большей. Ясно, что это — сложное явление, в котором обязательно должна потребляться энергия, так как движение веществ в направлении, обратном диффузии, связано с уменьшением энтропии. Активный перенос веществ как внутрь клетки из внешней среды, так и внутрь различных структурных элементов из заполяющей клетку гиалоплазмы осуществляется особыми нерастворимыми белками и белковыми комплексами, образующими наружную клеточную мембрану и различные структурные образования внутри клеток. Активный транспорт через мембраны и внутрь клеточных органелл связан с протеканием химических реакций, конечно, ферментативных. Поэтому проблема проницаемости и соответствующая функция белков тесно связана с их ферментативной функцией. С другой стороны, с помощью активного транспорта осуществляется один из механизмов автоматического регулирования. Как мы увидим дальше, регулирование проницаемости митохондрий осуществляется путем их сокращения пли расслабления. Причиной этого движения яляется сократительная реакция в особом белке, т. е. это явление вполне аналогично сокращению мышцы. [c.139]

Остановимся еще на энергетике активного транспорта. Мы уже упоминали о том, что энергия необходима для этого процесса, и его можно остановить, прекратив процессы дыхания и гликолиза в клетке. Во многих случаях, например при переносе аминокислот, а иногда и некоторых сахаров, можно прекратить активный перенос с помощью специфических ядов, отравляющих окислительное фосфорилирование, т. е. образование в клетке богатых энергией фосфатов типа АТФ. Типичный яд такого типа 2,4-динитрофенол ингибирует очень сильно перенос аминокислот внутрь большинства клеток. Поэтому АТФ и другие подобные соединения, вероятно, являются во многих (но не во всех) случаях теми донорами энергии В, которые нами рассматривались в общей схеме активного переноса. С этим связана также, по-види-мому, значительная аденозинтрифосфатазная активность, сосредоточенная в клеточных оболочках. Если АТФ расщепляется в процессе активного переноса метаболитов до АДФи ортофосфата, то мембрана должна содержать ферменты, действие которых эквивалентно АТФ-азе. Опыт подтверждает это предположение. АТФ-азная активность найдена была в оболочках самых разных клеток (бактерий, эритроцитов, асцитного рака). [c.182]

В таких растворах свободные ионы практически отсутствуют тем не менее жидкие мембраны обладают электрохимической активностью, проявляя к некоторым ионам высокую электродную селективность. Возникает вопрос каким образом мицеллоподобные образования способны к активному транспорту электричества через мембрану Трудно допустить сольватационный механизм, поскольку переносчики заряда локализованы в полярном ядре мицеллы и экранированы от сольватирующей среды растворителя. Внутри полярного ядра диэлектрическая [c.21]

Следовательно, ингибирование активного мембранного транспорта под действием ионизирующего излучения происходит в клетках различных типов, в разных условиях облучения в широком диапазоне доз. Предполагают, что сохранение жизнедеятельности клеток при дезактивации натриевого насоса связано с включением компенсаторных механизмов поддержания гомеостаза. Например, в мембранах эритроцитов при торможении активности Ка % К -АТФазы активность Са -АТФазы превыюает контрольный уровень, а в плазматических мембранах печени увеличивается Мё -АТФазная активность. Известно, что Са и способствуют связыванию белков, в том числе АТФаз, с мембраной. В липидных бислоях Са обеспечивает образование мостиков между фосфатидами, в результате которого упаковка липидной фазы становится более плотной и уменьшается проницаемость мембраны. Кроме того, после рентгеновского облучения животных в дозе 5 Гр обнаруживается повышение активности щелочной фосфатазы, связанной с плазматическими мембранами клеток печени мышей. Щелочная фосфатаза — интегральный фермент плазматических мембран некоторых клеток —-участвует в активном транспорте ионов На" и К . [c.145]

Системы активного транспорта могут создавать внутри клетки концентрации растворенных веществ, которые в тысячи раз превышают их концентрации во внешней среде. Это обеспечивает возможность развития микроорганизмов в условиях низкого содержания питательных веществ. Активный транспорт характеризуется специфичностью по отношению к субстрату, которая обеспечивается мембранным переносчиком. Когда переносчик обращен к внешней поверхности мембраны, он имеет высокое сродство к субстрату, а когда обращен к ее внутренней поверхности — низкое. Благодаря этому субстрат как бы накачивается в клетку. Этот процесс сопряжен с затратой метаболической энергии, обеспечивающей диссоциацию субстрата и переносчика на внутренней поверхности мембраны. Так, с помощью механизма активного транспорта в клетку поступает лактоза. Как уже отмечалось, ее перенос осуществляется при участии -галакто-зидпермеазы. Если блокировать образование энергии (например, азидом натрия), то активный транспорт лактозы прекращается. В этих условиях -галактозидпермеаза катализирует облегченную диффузию дисахарида, обнаруживая одинаковое сродство к нему по обе стороны мембраны. [c.59]

Следует отметить также, что мембранные рецепторы, регулирующие аденилатциклазу, могут и непосредственно, без реакций цАМФ-зависимого фосфорилирования, влиять на проницаемость мембран для иоиов. Долгое время считалось, что все эффекты р-адренерги-ческих рецепторов опосредуются образованием цАМФ. В последние годы установлено, что в эритроцитах птиц р-рецепторы повышают проницаемость мембран для Са2+ или вызывают высвобождение Са из мембраны), а в ряде тканей тормозят активный транспорт Mg + с помощью механизмов, независимых от цАМФ., [c.174]

Прочие химические реакции могут протекать за счет энергии, выделяющейся при гидролизе АТР, при условии, что они так или иначе сопряжены с этим процессом. Среди многих сотен реакций, запускаемых гидролизом АТР, следует отметить реакции синтеза биологических молекул, активный транспорт через клеточные мембраны, а также реакции, обусловливающие генерирование механических сил клеток и способность к движению. Процессы этих трех типов играют решающую роль в упорядоченности биологических систем. Макромолекулы, образующиеся в биосинтетических реакциях, переносят информацию, катализируют специфические реакции и организуются в исключительно упорядоченные структуры как в клетке, так и во внеклеточном пространстве. Связанные с мембраной насосы поддерживают специфический состав внутриклеточной среды и способствуют передаче внутриклеточных и межклеточных сигналов. Наконец, наличие механических сил и способности к движению делает возможным самоорганизацию цитоплазматического содержимого клетки, а также позволяет самим клеткам перемещаться и фуппироваться с образованием специализированных тканей. [c.85]

Интересные результаты получены при изучении ионного транспорта через подобные мембраны и электропроводности элементарных пленок обратных эмульсий, стабилизированных природными и синтетическими ПАВ различной природы. Выяснилось, в частности, что электропроводность таких мембран резко возрастает при добавлении некоторых биологически-активных ПАВ. Например, введенне во внешнюю водную среду липидной мембраны ничтожных количеств антибиотика валиномицина приводит к увеличению электропроводности мембраны на пять порядков величины вместе с тем мембрана становится проницаемой для ионов калия и водорода, но не пропускает через себя ионы натрия. Резкое понижение электрического сопротивления искусственных мембран может наблюдаться и при введении в их состав молекул белков, а та,кже ферментов с добавкой в систему соответствующего субстрата. Изучение свойств таких мембран позволяет моделировать ряд важных биологических процессов, например прохождение нервного импульса, образование фоточувствительной ячейки и др. [c.291]

В последнее время появились данные, доказывающие, что креатинфосфат в мышечной ткани (в частности, в сердечной мышце) способен выполнять не только роль как бы депо легкомобилизуемых макроэргических фосфатных групп, но также роль транспортной формы макроэргических фосфатных связей, образующихся в процессе тканевого дыхания и связанного с ним окислительного фосфорилирования. Предложена схема переноса энергии из митохондрий в цитоплазму клетки миокарда (рис. 20.7). АТФ, синтезированный в матриксе митохондрий, переносится через внутреннюю мембрану с участием специфической АТФ—АДФ-транслоказы на активный центр митохондриального изофермента креатинкиназы, который расположен на внешней стороне внутренней мембраны в меж-мембранном пространстве (в присутствии ионов Mg ) при наличии в среде креатина образуется равновесный тройной фермент-субстратный комплекс креатин—креатинкиназа—АТФ—Mg , который затем распадается с образованием креатинфосфата и АДФ —Mg . Креатинфосфат диффундирует в цитоплазму, где используется в миофибриллярной креатинкиназной реакции для рефосфорилирования АДФ, образовавшегося при сокращении. Высказываются предположения, что не только в сердечной мышце, но и в скелетной мускулатуре имеется подобный путь транспорта энергии из митохондрий в миофибриллы. [c.655]

Рпс. 7.12, Электронная микрофотография высокого разрешения бактериородопсина — светозависимого протонного насоса галофильны.х бактерий. Во многих отношениях эта структура подходит для использования в качестве модели ионного транспорта через другие (нейрональные) мембраны. Каждая молекула состоит из семи спиральных полипептидных цепей, пронизывающих мембрану (б). На карте электронной плотности (а) видно, что три молекулы ассоциированы в единое структурное образование, в котором внутреннее кольцо включает девять и внешнее — двенадцать полипептидных спиралей. В центре расположены липиды. Каждая молекула бактериородопсина является активным протонным насосом. (Воспроизводится с разрешения R. Henderson и M Millan Journals Ltd.) [15]. [c.183]

Как модели, липосомы значительно ближе к биологическим мембранам, чем бислойные липидные пленки. Как и биологические мембраны, они предстввляют собой замкнутые системы, что делает их пригодными для изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. В отличие от БЛМ, липосомы достаточно стабильны и не содержат органических растворителей. Состав липидов в липосомах можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять свойства мембраны. В настоящее время хорошо разработаны методы включения функционально-активных мембранных белков в липосомы. Такие искусственные белково-лнпидные структуры обычно называются протеолипо-сомами (рис. 310). Благодаря возможности реконструкции мембраны из ее основных компонентов удается моделировать ферментативные. транспортные и рецепторные функции клеточных мембран. В липосомы можно авести антигены, а также ковалентно присоединить антитела (рис. 311) и использовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобную модель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов, антибиотиков и т. д. Как уже отмечалось, при образовании липосом водорастворимые вещества захватываются вместе с водой и попадают во внутреннее пространство липосом. Таким путем можно начинять липосомы различными веществами, включая [c.579]

Экспериментальные исследования показали, что запасенный в организме медведя жир служит для него единственным источником энергии во время спячки. Образующейся при окислении жиров энергии хватает на поддержание температуры тела, активный синтез аминокислот и белков, а также на другие требующие энергии процессы, такие, как транспорт веществ через мембраны. Большие количества воды, выделяющейся при окислении жиров (разд. 18.6), компенсируют потерю воды в процессе дыхания. Кроме того, при расщеплении триацилглицеролов образуется глицерол, который затем превращается в глюкозу путем его ферментативного фосфорилирования с образованием глицеролфосфата и окисления последнего до дигидроксиа-цетонфосфата. Образующаяся в ходе расщепления аминокислот мочевина ре- [c.636]

Активный перенос крупных и труднорастворимых молекул лекарственных веществ (ферменты, гормоны и др.) внутрь клетки может происходить с помощью движения мембраны и образования вокруг частиц ультрамикроскопических пузырьков-вакуолей. Такой механизм транспорта назьшается пинопитозом. [c.116]

Смотреть страницы где упоминается термин Мембрана, активный транспорт образование: [c.11] [c.247] [c.635] [c.11] [c.118] [c.218] [c.151] [c.24] [c.218] [c.151] [c.16] [c.21] [c.39] [c.140] [c.140] [c.9] [c.387] [c.50] [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология