Мембраны, электронно-микроскопическое исследование

Другой причиной деструктивных процессов ацетата целлюлозы в мембране могут быть микробиологические воздействия [41]. Действительно, электронно-микроскопические исследования показали, что образцы мембран после промышленной эксплуатации на поверхности и в порах мембраны имеют. колонии микробов. [c.209]

При электронно-микроскопическом исследовании NA, выделенной из мембраны вирионов при помощи детергента, была обнаружена грибовидная структура с ножкой и головкой [145, 300], состоящая из комплекса четырех молекул NA с общей м.м. 220 ООО. [c.49]

Согласно электронно-микроскопическим исследованиям, мембраны представляют собой трехслойную структуру (рис. 2), состоящую из двух темных полос толщиной 2— [c.10]

Методом сканирующей электронной микроскопии исследовали поверхности глюкозных сенсоров, находившихся в подкожной ткани здоровых собак в течение 3,7 и 14 дней. На рис. 23.5 приведен пример электронно-микроскопического исследования мембраны сенсора. После непрерывного трехдневного пребывания в подкожной ткани на поверхности мембраны наблюдаются следы фиксации белка и небольшие ямки. Через семь и 14 дней мембрана понемногу покрывается белком, но ямки на поверхности больше не видны. Однако во всех случаях не обнаружено фиксации на поверхности фибробластов или гигантских клеток. [c.338]

Разрешение 20 А не является предельным для электронно-микроскопических методов. Рекордное по разрешению исследование было выполнено для бактериородопсина. Высокая упорядоченность кристаллов и уникальная радиационная стабильность позволили получить модель пространственной структуры белка с разрешением 7 А. Это дало возможность не только выявить внешнюю форму молекулы, но и описать ее внутреннюю структуру, а использование низкотемпературных микроскопов — собрать набор экспериментальных данных до разрешения 3 А в плоскости мембраны и, в конечном итоге, рассчитать атомную модель структуры белка. [c.215]

Электрофизиологические и биохимические эксперименты включали электронно-микроскопические исследования, а также измерение биофизических параметров мембраны аксона во время возбуждения. Полученные данные демонстрируют, насколь- [c.133]

Общие представления о пространственном строении молекулы Ка .К -АТФазы были получены с помощыо различных подходов. На основании результатов электронно-микроскопических исследований двумерных кристаллов белка была построена трехмерная модель Na , К -АТФазы с разрешением 2 нм. В очищенном препарате фермента, представляющем собой фрагменты плазматической мембраны, молекулы белка (в концентрации до I г/мл) плотно упакованы в липидном бислое. В результате длительного ингибирования этих препаратов при пониженной температуре в присутствии иоиов и ванадата происходит ассоциация молекул фер- [c.623]

Клеточное строение растительных тканей открыто английским физиком Гуком, который в 1665 г. зарисовал напоминающую пчелиные соты сетчатую структуру ткани коры пробкового дерева. Нидерландский натуралист Левенгук (1628—1723 гг.), которому часто приписывают изобретение микроскопа, впервые наблюдал под микроскопом эритроциты, инфузории и сперматозоиды. В 1848 г. Дюбуа-Реймон высказал мысль, что поверхность клетки имеет общие свойства с электродом в гальванической ячейке, а Оствальд, Нернст и Бернштейн в конце XIX в. предположили, что клетки окружены полупроницаемой мембраной со специфическими электрическими свойствами. Это утверждение оставалось лишь смелой гипотезой до 1925 г., когда Гортер и Грендел из липидов эритроцитов разного происхождения сформировали монослой на границе раздела вода — воздух. Оказалось, что в монослоях липиды занимают площадь, примерно вдвое большую общей поверхности клеток. Это указывало на то, что внешняя оболочка клеток образована бимолекулярным слоем липидов, в первую очередь фосфолипидов — эфиров глицерина, жирных кислот и фосфорной кислоты. Позднее было установлено, что вообще все клетки животных окружены тонкой мембраной, состоящей всего лишь из двух слоев молекул. Электронно-микроскопические исследования окончательно подтвердили этот вывод. Строение клеток растений оказалось более сложным. Их клетки, помимо клеточной мембраны, непосредственно окружа- [c.179]

Предполагают, что фитотоксическое действие атразина проявляется главным образом в хлоропластах в ингибировании процессов фотосинтеза. Возможно, что действие атразина на хлоропласты заключается именно в изменении ионной проницаемости мембран. Это предположение подтверждается данными электронно микроскопических исследований, которые подтверждают наличие структурных изменений в мембранах хлоропластов, после обработки атразином (Hill etal, 1968). Поскольку все клеточные мембраны имеют [c.108]

Установлено, что полимерные пленки, выпускаемые промышленностью для ультрафильтрации, ионного обмена [158, 169, 170], а также мембраны из коллодия, желатины, целлюлозы и других материалов [171, 1721 не пригодны для обратного осмоса. Полупроницаемые мембраны, полученные Рейде и Спенсером 11731, имеют хорошую селективность, но малую проницаемость (0,4 л/м ч при давлении 40 ат). Мембраны, приготовляемые по специальной прописи из смеси ацетатцеллюлозы, ацетона, воды, перхлората магния и соляной кислоты (соответственно 22,2 66,7 10,0 1,1 и 0,1 весовых процента), позволяют опреснять воду с 5,25 до 0,05% Na l и имеют проницаемость 8,5—18,7 л м ч при рабочем давлении 100—140 ат [158, 1741, срок их службы не менее 6 месяцев [1751. Электронно-микроскопические исследования этих мембран [176—1781 показали, что их активная часть — плотный поверхностный слой толщиной 0,25 мк с очень мелкими порами, которые не представилось возможности обнаружить. Он соединен с губчатой крупнопористой структурой (поры 0,1 мк) толщиной 250 мк, обеспечивающей механическую прочность мембраны и являющейся подложкой селективного поверхностного слоя. Изыскания способов приготовления мембран продолжаются [159, 160, 179—191], так как, по предварительным расчетам 11921, обратный осмос может стать конкурентноспособным с другими способами опреснения воды при повышении проницаемости мембран до 5 м 1м в сутки. [c.415]

Структура ядра в делящихся и неделящихся клетках совершенно различна. В неделящейся клетке (исключение составляют бактериальные клетки) ядро окружено двойной мембраной с многочисленными, определенным образом расположенными лорами, которые по-видимому, прикрыты очень тонкой перепонкой. В процессе деления клетки ядерная мембрана полностью исчезает, а позднее вновь образуется вокруг каждого дочернего ядра. Неделящееся ядро по большей части представляется гомогенным, хотя при электронно-микроскопическом исследовании в нем обнаруживается равномерная зернистость. Обычно единственная видимая структура в ядре —это ядрышко (иногда их бывает несколько) плотное тело, которое на электронных микрофотографиях имеет вид сети, содержащей плотно упакованные гранулы. В процессе деления клетки яд рышко значительно уменьшается и становится менее плотным в то же время в ядре образуется ряд нитевидных тел —хромо сом, которые затем утолщаются и претерпевают ряд превра шений, образуя так называемые фигуры митоза (или мейоза) Во время этого процесса пространство, ранее занятое ядром. [c.84]

Первые сведения о том, что молекулы липидов в биологической мембране образуют бислой, были получены в ходе простых, но элегантных экспериментов, выполненных в 1925 год) Было показано, что липиды из мембран эритроцитов, экстрагированные ацетоном, всплывают на поверхность воды, образуя пленку. Площадь пленки уменьшали с помощью подвижного барьера до тех пор, пока не формировался сплошной мономолекулярный слой. При этом оказалось, что площадь мопослоя примерно в два раза больше первоначальной площади поверхности клеток. Поскольку единственной мембраной эритроцитов является плазматическая мембрана, экспериментаторы заключили, что молекулы липидов в ней должны быть организованы в виде непрерывного бислоя. Это заключение имело глубокое влияние на всю клеточную биологию. В настоящее время наличие липидного бислоя в клеточных мембранах доказано и более тонкими методами. Например, с помощью рентгеноструктурного анализа было продемонстрировано существование липидных бислоев в высокоорганизованных складках клеточных мембран, которые формируют изолирующую миелиповую оболочку, окружающую нервные клетки (см. разд. 19.2.4). О том, что все биологические мембраны содержат липидные бислой- убедительно свидетельствуют и данные электронно-микроскопических исследований при изучении образцов, приготовленных методом замораживания скалывания, оказалось, что все клеточные мембраны могут быть механически расщеплены как раз между двумя липидными монослоями (см. разд. 6.2.6). Самопроизвольное формирование бислоя является особым свойством молекул липидов, которое реализуется даже вне клетки. [c.350]

Уже обнаружено более 25 различных рецепторов для разных молекул, участвуюгцих в эндоцитозе. Все они. по-видимому, используют тот же путь через окаймленные ямки. Многие из этих рецепторов встраиваются в окаймленные ямки безотносительно того, связаны ли они со специфическими лигандами или нет. Не все белки плазматической мембраны находятся в окаймленных ямках. Это означает, что ямки работают как молекулярные фильтры, собирающие на своей поверхности определенные белки плазматической мембраны и исключающие присутствие других. Электронно-микроскопические исследования клеток, выращенных в среде с различными лигандами (меченными для того, чтобы различать их при электронной микроскопии), показали, что в одной и той же окаймленной ямке содержится множество видов рецепторов. На участке плазматической мембраны окаймленной ямки может собраться, вероятно, около 1000 рецепторов разных видов. Все комплексы рецепторов с лигандами, утилизируемые в процессе эндоцитоза через окаймленные клатриновые пузырьки, очевидно попадают в дальнейшем в одну и ту же эндосому Однако последующая судьба этих молекул определяется типом рецептора. [c.415]

При электронно-микроскопическом исследовании разрешение может быть ограничено многими причинами, главными из которых являются степень упорядоченности кристаллов и способ их подготовки к микроскопированию. Обычно такие кристаллы легко разрушаются электронным пучком и их приходится заключать в тонкие пленки контрастирующего вещества. Подобная процедура увеличивает радиационную стабильность кристаллов, повышает контрастность изображений, но значительно ухудшает разрешение. Предельное разрешение в этих случаях определяется зернистостью контрастирующего вещества (или размером его кристаллов) и не превышает 15-20 А. В ряду объектов, исследованных методами трехмерной электронной микроскопии, следует выделить бактериородопсин. В галофильных бактериях этот белок, функционируюшдй как светозависимый "протонный насос", организован в так называемые пурпурные мембраны - участки клеточной мембраны, содержащие бактериородопсин в кристаллической упаковке. Другими словами, бактериородопсин функционирует в клетке в форме двухмерных кристаллов, которые могут быть выделены в высокочистом состоянии. [c.201]

Предложено несколько моделей строения мембраны. Одна из первых была выдвинута Г. Доусоном и Д. Даниелли в 1935 г. (Н. Вау-50П, Л. Оаш е1И), предположившими, что мембрана — это непрерывный липидный бислой, к обеим сторонам которого снаружи прилегают слои, построенные из молекул белка (рис. 15, Л). Справедливость принципиальной основы этой модели была подтверждена позднее электронно-микроскопическими исследованиями Дж. Робертсона (J. В. 1 о-Ьег1зоп, 1959). Мембрана такого типа, получившая название элементарной , на ультратонких срезах под электронным микроскопом выглядит как два электронно-плотных слоя, разделенных электроннопрозрачным промежутком. Такая модель позволила понять многие свойства природных мембран. Однако некоторые из них (повышенная проницаемость для воды и полярных полипептидов) не могли быть объяснены исходя из модели Доусона — Даниелли. Поэтому было высказано предположение о наличии в мембранах гидрофильных пор-(рис. 15, Б). [c.41]

Миелоидные предшественники в костном мозге дифференцируются в промоноциты, а затем в зрелые моноциты, поступающие в кровь (см. гл. 12). Клетки этого циркулирующего пула мигрируют через стенки сосудов в различные органы, где превращаются в макрофаги. По сравнению с лимфоцитами моноциты человека — это более крупные клетки (диаметром 10—18 мкм) с характерным подковообразным ядром и азуро-фильными гранулами в цитоплазме рис. 2.26). При электронно-микроскопическом исследовании ультраструктуры моноцитов обнаружены ее особенности — складчатость наружной мембраны, развитый комплекс Гольджи и большое количество лизосом в цитоплазме рис. 2.27). Эти лизосомы содержат пероксидазу и несколько кислых гидролаз, необходимых для внутриклеточного разрушения микробных клеток. [c.32]

Цитоплазматические мембраны. Применение электронных микроскопов в исследованиях клеточных структур привело к обнаружению целого ряда мембранных структур, расположенных внутри клетки. Правда, не только электронно-микроскопические исследования, но и биохимические привели к идентификации отдельных типов внутриклеточных мембран. Так было с лизосомальными мембранами. Лизосомы, клеточные структуры, достигающие в диаметре до 3 мкм, хорошо видны и в световом микроскопе. Но только применение дифференциального центрифугирования в сочетании с тонким энзимологическим анализом дало возможность идентифицировать их как индивидуальные мембранные структуры. Можно сказать, что лизосомы являются первыми субклеточными структурами, открытыми не морфологическими, а биохимическими методами. [c.14]

Приготовлению срезов предшествует фиксация тканей, целью которой является сохранение строения структур клетки путем создания новых межмолекулярных связей. В качестве фиксаторов при электронно-микроскопических исследованиях используют растворы глютарового альдегида и четырехокиси осмия в буферах с физиологическими значениями pH. Чаще всего применяется двойная фиксация. Объекты сначала погружаются в глютаровый альдегид, а затем в четырехокись осмия, который как тяжелый металл еще и контрастирует мембраны клеток. [c.94]

Эндотелиальные клетки синусоидов костного мозга имеют очень подвижный цитоскелет и мембрану, способную к фагоцитозу и трансклеточному транспорту в обоих направлениях. Благодаря таким свойствам мембраны, эндотелий образует поры, так называемые окна . Электронно-микроскопические исследования показали, что эти окна являются участками, через которые лейкоциты покидают гемопоэтические элементы [65]. Также было показано, что вновь образуемые клетки могут покидать костный мозг через пространства между эндотелиальными клетками. [c.13]

Первые исследования свойств устойчивых черных липидных пленок в водной среде явились хорошим экспериментальным подтверждением гипотезы Даниэлли и Дэвсона согласно которой бимолекулярный липидный слой служит основным структурным элементом биологических мембран. Уже первое сравнение свойств черных пленок и биологических мембран показало их большое сходство. Так, черные углеводородные нленки и биологические мембраны дают подобные электронно-микроскопические фотографии при наблюдении их поперечных срезов (трехслойная структура), имеют близкие значения толш ин, удельной электрической емкости, водной проницаемости и т. д. [c.167]

Цитоплазма отделена от клеточной стенки плазматической мембраной. В цитоплазме находятся различные включения (пузырьки, гранулы) и ядро. Как показали электронно-микроскопические и биохимические исследования, цитоплазма-не гомогенный раствор белка она содержит многочисленные мембраны и разного рода мембранные структуры, а остальное пространство занимают жидкая фаза и рибосомы. Многочасовым центрифугированием при 1(Ю ООО 0 можно разделить разбавленную водной средой цитоплазму на растворимую фракцию, содержащую главным образом растворимые ферменты и растворимую рибонуклеиновую кислоту (РНК), и фракцию частиц, в которую наряду с мембранами в первую очередь входят рибосомы. Растворимые ферменты катализируют множество различных реакций распада и синтеза. Растворимые рибонуклеиновые кислоты [матричные (мРНК) и тран-спортны е (тРНК)] и рибосомы участвуют в синтезе белка. [c.42]

В бислой определенного липидного состава [588, 589]. Широких систематических исследований по двухмерной кристаллизации мембранных белков до настоящего времени не проведено. Поэтому эмпирический подход все еще является основным. Однако результаты, полученные в ходе изучения нескольких мембранных белков, позволяют выделить ряд факторов, влияющих на формирование кристаллов. В общем случае кристаллизация реконструкцией является более многопараме-торным процессом, чем в случае кристаллизации без полной солюбилизации мембран. В зависимости от условий реконструкция белков в липид может приводить к образованию различных структур много- и однослойных протеолипосом, трубчатых структур, плоских мембран. Наиболее удобны для электронно-микроскопического изучения плоские мембраны. Необходимо также, чтобы реконструированный в такие мембраны белок имел "плотную упаковку". Для получения требуемых структур определяющими являются выбор липидов и детергента, концентрация белка и количественное соотношение липид/ белок. Так, при использовании "жидких" липидов варьирование этого соотношения может приводить к появлению всего спектра упомянутых выше структур. Для получения кристаллов обычно приходится проводить изучение влияния на характер упаковки белков в мембранах и таких параметров, как pH, ионная сила, наличие многовалентных ионов. В некоторых случаях необходимо также присутствие специфических лигандов, стабилизирующих белок в одном из конформационных состояний. Существенное влияние могут оказывать также температура и скорость процесса реконструкции, т.е. удаления детергента. [c.181]

Первыми, кто выполнил электронно-микроскопическое определение структуры с высоким разрешением на непрокрашенных биологических образцах, были Ануин и Хендерсон. Стадии этого процесса иллюстрируются на рис. 14.14. Объектом исследования является пурпурная мембрана галофильной бактерии. Эта мембрана состоит из липида и преимущественно из одного белка. На рис. 14.14 показаны экспериментальная дифракционная картина, когда плоскость мембраны перпендикулярна пучку электронов (рис. 14.14И). и часть дифракционной картины, рассчитанной по электронно-микроскопическому изображению (рис. 14.14, Б, В). Кроме того, показана результирующая контурная карта проекции структуры на плоскость мембраны (рис. 14.14, Г). Разрешение, с которым получена эта карта, равно 7 А, хотя нет никаких серьезных препятствий к тому, чтобы улучшить его. Видны многочисленные интенсивные пики, отстоящие друг от друга на 10 А. По всей вероятности, это а-спирали белка, видимые с торцов. Следовательно, спирали должны быть ориентированы приблизительно перпендикулярно мембранной поверхности. [c.431]

Появление этой, в некоторой степени ошибочной, концепции обусловлено тем, что к 60-м годам накопилось много электронно-микроскопических снимков, на которых большинство мембран различного типа выглядели одинаково. Несмотря на то что в последнее время методы элект-ронно-микросконических исследований значительно усовершенствованы, к этим данным необходимо относиться осторожно. Чтобы правильно их интерпретировать, необходимо решить много вопросов. Например, почему оксид осмия (Vni) окрашивает лишь белковый слой Почему мембрана, из которой экстрагированы почти все липиды (например, митохондриальная), имеет также трехслойиую структуру Усложняет интерпретацию электронно-микроскопических данных существование в природе нетипичных (по строению) мембран. Так, мембраны газовых вакуолей некоторых бактерий и сииезеленых водорослей имеют толщину до 2 нм и состоят практически из белка. [c.7]

Как мы видели на примерах переносчиков кислорода и ферментов, описанных в предыдущих главах, рентгеноструктурный анализ является надежным методом изучения трехмерной структуры растворимых белков. Применим ли рентгеноструктурный анализ к мембранным белкам Трудность заключается в том, что до сих пор не удавалось получить интегральных белков мембраны в виде трехмерных кристаллов. Однако некоторые мембранные белки образуют правильную решетку в плоскости мембраны, т.е. двумерные кристаллы. Структурный анализ этих кристаллоидных форм удается осуществить с помощью электронной микроскопии в частности, такое исследование было с успехом проведено на пурпурной мембране НаЬЬасгепит /1а/оЬшт-бактерии, обитающей в соленой среде. Пурпурная мембрана-это специализированная область клеточной мембраны, содержащая бактериородопсин-белок массой 25 кДа, который превращает энергию света в трансмембранный протонный градиент, используемый для синтеза АТР (разд. 19.21). Были получены кристаллоиды в виде листка, или диска, диаметром до 1 мкм. Благодаря тому что в каждом из них содержалось около 20 ООО молекул бактериородопсина, можно было получить изображение, используя очень слабый пучок электронов и тем самым сводя к минимуму радиационные повреждения. Кроме того, для получения изображения с высокой степенью разрешения можно было брать неокрашенные препараты. Одно электронно-микроскопическое изображение кристаллоидного листка пур- [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология