Ионы в цитоплазме

Влияние активной реакции среды. Каждый микроорганизм может жить лишь при определенной реакции среды. Влияние pH среды на активность микроорганизмов обусловлено взаимодействием ионов водорода с ферментами, находящимися в цитоплазматической мембране и в клеточной стенке. Изменение концентрации водородных ионов во внешней среде не сказывается на концентрации их в цитоплазме, так как цитоплазматическая мембрана непроницаема для ионов водорода и гидроксила. [c.285]

Особое место среди них занимают ионные насосы (транспортные АТФазы) — белки, способные за счет энергии гидролиза АТФ переносить одно- и двухвалентные катионы (или анионы) через клеточные и внутриклеточные мембранные структуры против градиента концентрации. Так, Са-АТФаза саркоплазматического ретикулума (СР) регулирует процессы сокращения-расслабления в мышцах разных типов, аккумулируя Са2+ из цитоплазмы внутрь СР. [c.358]

Ионы Са2+ играют важную роль в регуляции многих биохимических реакций, протекающих в клетке. В поддержании низкой по сравнению с внеклеточным пространством концентрации ионизированного Са + в цитоплазме принимают участие митохондрии. Эти внутриклеточные органеллы способны аккумулировать большие количества Са + и вместе с тем им принадлежит решающая роль в обеспечении энергетических потребностей клетки в целом. Накопление Са + в митохондриях существенно влияет на активность многих ферментов, локализованных в матриксе и катализирующих отдельные стадии цикла трикарбоновых кислот, окисления кетокислот с разветвленной цепью, липолиза и др. Ярким примером участия Са + в регуляции собственных метаболических функций митохондрий является торможение окислительного фосфорилирования. [c.476]

Молекулы А состоят из 4 одинаковых субъединиц с мол. м. 62,5 тыс. Фермент из печени лошади существует в виде двух форм (изоферментов) с р/ 5 и 6, выделенных соотв. из митохондрий и цитоплазмы. Фермент с р/ 5 активируется ионами Mg " , Са и Мп , тогда как фермент с р/ [c.109]

Стабилизация образца, или фиксация, представляет собой процесс, при котором цитоплазма, находящаяся в весьма подвижном растворенном состоянии, переводится в фиксированное состояние за счет процессов осаждения и денатурации, а также за Счет образования поперечных связей. В процессе фиксации из клетки безвозвратно удаляется большая часть ионов и электролитов, а также большое число молекул с низким молекулярным весом, таких, как сахара и аминокислоты, остаются лишь большие макромолекулярные комплексы. [c.228]

Очень мало известно о том, может ли процесс замораживания влиять на результаты рентгеновского микроанализа. По мере охлаждения ткани фронт замораживания проходит через образец, а кристаллы льда образуются из чистой воды за счет клеточных жидкостей. При изучении замороженной в гидратированном состоянии ткани (см., например, рис. 12.9) обнаруживаются кристаллы льда различных размеров. Несомненно, что растворимые элементы устремляются к краям кристаллов льда или прикрепляются к макромолекулам, которые в большом количестве имеются в цитоплазме. Было бы неверным предположить, что растворимые элементы не движутся, потому что сам процесс замораживания должен вызвать некоторое перемещение. В процессе образования льда в клетке имеется определенный период времени, когда вместе присутствуют как жидкая, так и твердая фазы воды. В это время концентрация электролитов в жидкости будет значительно возрастать и вызывать изменения электрохимических градиентов в мембранах, которые в свою очередь могут привести к некоторому увеличению ионного перераспределения. Этот процесс протекает более интенсивно [c.293]

Подобно ионам Na+, ионы Са + активно выводятся из клеток . Основная масса кальция в организме человека содержится в костях . В сыворотке крови человека концентрация ионов Са + составляет 2,5 мкМ, из которых приблизительно 1,5 мкМ находится в свободной форме, а остальная часть связана с белками, углеводами и другими соединениями. Внутри клеток концентрация свободного кальция ниже. Так, например, общая концентрация ионов a + в цитоплазме эритроцитов составляет около 3 мкМ, однако на свободные ионы приходится менее 1 мкМ. Градиент концентрации ионов a + по разные стороны от мембраны (от 10 до 10 ) поддерживается при помощи кальциевого насоса. Работе насоса противодействует очень медленная обратная диффузия ионов внутрь клетки. [c.373]

Ингибиторы метаболической энергии блокируют ионный насос, но не оказывают влияния на пассивный ионный транспорт, который не изменяется, даже если цитоплазма удаляет- [c.131]

Рис. 7.9. Функции Са + внутри клетки. Пассивно входящий поток ионов кальция (б) вводится из цитоплазмы посредством активного транспорта через клеточную мембрану (а), через митохондрию (г), через саркоплазм этический ре-тику лум (б), выходящим током (а), сопряженным с входящим натриевым током, фиксируется кальмодулином и другими Са +-связывающими белками (е).

В гл. 1 уже говорилось о то.м, что практически все функции нейронов в большей или меньшей степени обусловлены свойствами мембран. В частности, мембранную природу имеют такие явления как распространение нервных импульсов, их электрическая или химическая передача от клетки к клетке, активный транспорт ионов, клеточное узнавание и развитие синапса, взаимодействие с нейромодуляторами, нейрофармакологическими веществами и нейротоксинами. Такой, несколько односторонний взгляд уточняется в настоящей главе рассмотрением цитоплазмы нейронов. Хотя в основном она сходна с цитоплазмой других клеток — в ней обнаружены те же органеллы (а также синаптические везикулы) и ферменты (и, кроме того, участвующие в метаболизме медиаторы), однако нейрональная цитоплазма адаптирована специфическим образом именно к функциям нейронов. [c.303]

Стадией, лимитирующей синтез АТФ, является высвобождение синтезированного АТФ из активного центра фермента в матрикс. Полагают, что энергозависимое протонирование отдельных функциональных групп АТФ-азного комплекса, происходящее за счет энергии АцН , вызывает конформационные изменения в Р компоненте, которые приводят к быстрому высвобождению синтезированного АТФ из активного центра фермента. Важным моментом является обратимость реакции, катализируемой АТФ-азным комплексом. При соответствующих условиях комплекс Рд—Р может расщеплять молекулу АТФ и использовать полученную при этом энергию для транспорта протонов, т. е. для образования на мембране АцН . Согласно концепции, постулированной В. П. Скулачевым, наряду с АТФ используется как конвертируемая валюта для энергетических превращений, протекающих на мембране. В связи с этим было предложено все энергетические превращения в клетке подразделить на две группы протекающие в цитоплазме (источник энергии — АТФ, креатинфосфат и другие макроэрги) и локализованные в мембране, использующие энергию Д йН (рис. 15.9). Следует отметить, что не уникален в качестве сопрягающего иона и у некоторых видов организмов при определенных условиях его может заменить ион натрия. [c.205]

Молекула АТФ из цитоплазмы связывается с активным центром одной из а-субъединиц АТФ-азы (конформация Е . Присоединение АТФ сопровождается связыванием трех ионов натрия, что активирует каталитическую активность фермента, происходит гидролиз АТФ, при этом фосфорилируется карбоксильная группа боковой цепи остатка аспарагиновой кислоты другой субъединицы. [c.312]

Группа высших протистов представлена достаточно разнородными организмами, клетки которых сходны либо с животными, либо с растительньши клетками. Цитоплазма и ядро клетки в совокупности образуют протопласт, окруженный снаружи цитоплазматической мембраной, пропускающей внутрь клетки только воду, очень небольшие молекулы некоторых веществ и ионы. Цитоплазма клетки неоднородна. В ней обнаружены жизненно важные структурные образования — органеллы, выполняющие различные функции. Это — рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи. Первые имеют вид мелких зернышек, локализованных во внутриклеточных мембранах, образующих эндоплазматическую сеть. Рибосомы ббГа-ты рибонуклеиновой кислотой (РНК). В них осуществляется синтез белка. Митохондрии имеют округлую, овальную или палочковидную форму. Размер их колеблется от 0,2 до 7 мкм. В митохондриях протекают окислительные процессы, сопровождающиеся образованием энергии (дыхание). Комплекс Гольджи представляет собой тельца серповидной или палочковидной формы. Одним из продуктов комплекса являются лизосомы — округлые включения диаметром около 1 мкм, внутри которых сосредоточены ферменты, способные расщеплять питательные вещества. Важнейшей функцией комплекса Гольджи является накапливание продуктов обмена перед выводом их из клетки. [c.33]

Известно, что содержание ионов кальция во внутриклеточной среде чрезвычайно низко вследствие налнчия MQHuibix связывающих систем, обладающих значительной предпочтительностью к двухвалентным катионам но сравнению с одновалентными [Костюк П. Г., 1984]. Полагают, что в зависнмости от органа и вида животных повышение содержания кальция в цитоплазме под дей-ствием адреномиметика осуществляется путем различных сочетаний четырех механизмов fRimele Т. J. et а .. [c.19]

В составе К. находятся 4 Сач вязывающих участка два участка высокого сродства и два-низкого. Считается, что при действии на клетку нервных импульсов или нек-рых гормонов концентрация Са в цитоплазме повышается, в результате чего происходит связывание Са с К. Насыщение ионами Са двух или четырех участков приводит к изменению конформации К. (в 2 раза повышается кол-во а-спиралей, изменяются спектры поглощения и флуоресценции. электрофоретич. подвижность, устойчивость к протео-577 [c.293]

Характерным свойством живого материала является то, что он движется. Степень движения меняется от явного перемещения в потоке цитоплазмы до движения ионов, электролитов, молекул и макромолекул относительно друг друга внутри клетки. В результате обмена веществ биологический материал постоянно изменяется, разрушая и перестраивая функциональную архитектуру клетки. Эта выраженная нестабильность мешает проведению рентгеновского микроанализа, если не найдены пути мгновенного сдерживания активности клетки и удержания ее в этом состоянии до тех пор, пока выполняются исследования. Если бы это было сделано, то окружающая среда, в которой должен производиться рентгеновский микроанализ, полностью была бы лишена жизненных процессов. Типичный одноклеточный организм менее 2 мкм в поперечинке синтезирует много сотен соединений путем тонкого регулируемого процесса, способен воспроизводить сам себя и генетически эволюционировать и видоизменять эти процессы. Если захотелось бы найти быстрый способ разрушения этого уникального тончайшего механизма, то, вероятно, не нашлось бы ничего лучше потока быстрых электронов, который за одну секунду смог бы испарить количество воды, во много раз превышающее вес образца. [c.266]

Хорошо известно, что ионы кальция поступают в цитоплазму в ответ на нервную стимуляцию и что именно они вызывают различные ответные реакции в организме, такие, например, как мышечное сокращение. Весьма вероятно, что в результате присоединения ионов Са- к специфическим центрам связывания (как это имеет место, например, в каль-ций-связывающем белке карпа) в молекуле происходят конформационные изменения, инициирующие биологические ответные реакции. Кальций-связывающий белок содержит интересную систему внутренних полярных групп, связанных между собой специфическим образом с помощью водородных связей (рис. 4-5, ). Присоединение ионов кальция может вызывать перестройку этих внутренних связей (гл. 2, разд. Б.7) и изменять тем самым характер взаимодействия этого белка (функция которого точно не известна) с другим белком (ср., например, с действием тропонина С, разд. Е.1). В других кальций-связывающих центрах в белках содержатся остатки у-карбоксиглутаминовой кислоты, способной образовывать хелатные комплексы (дополнение 10-Г). [c.270]

Почти во всех клетках концентрация натрия сравнительно невелика, тогда как калия — достаточно высока (табл. 5-2, дополнение 5-3). Согласно одной из гипотез [49], цитоплазма по своим свойствам напо-М инает ионообменные смолы, несущие фиксированные заряды. Ионообменные смолы с большим числом сшивок избирательно связывают определенные ионы. Например, смолы, содержащие остатки сульфокислот, связывают калий, а смолы, содержащие остаток фосфиновой кислоты,— натрий. В пользу этой гипотезы свидетельствуют данные ЯМР, указывающие на изменение времен релаксации протонов внутриклеточ- [c.360]

В настоящее время более общепринятой является не ионообменная гипотеза, а гипотеза существования в клетках ионного насоса, выкачивающего из клеток ионы На+ и накачивающего в них ионы К+. Для. изучения этого процесса были использованы различные методические подходы. Из гигантского аксона кальмара можно, например, удалять всю цитоплазму, а оста ВШуюся клеточную оболочку заполнять различными ионными растворами. Сходным образом можно заполнить и тени эритроцитов. Наличие переноса ионов внутрь клеток и из клеток в окружающую среду наблюдалось как на указанных выше объектах, так и на различных интактных клетках других типов. Оказалось, чтО перенос ионов блокируется ингибиторами, например цианидом, который, как известно, нарушает почти все процессы окислительного метаболизма в клетках. Однако блокирование цианидом сним-ается при добавлении к клеткам АТР или других фосфатных соединений, характеризующихся высоким значением потенциала переноса групп. [c.361]

Способность мембран поддерживать разность концентраций ионов между цитоплазмой и внеклеточной средой обусловливает их возбудимость, что имеет важное практическое значение. Разделение зарядов создает как бы аккумулятор легко доступной энергии, которая может быть использована для проведения электрических сигналов через клеточную мембрану. Эта способность клеток проводить сигналы проявляется в наиболее яркой форме в нервных волокнах, однако она свойственна не только нервным клеткам и обнаруживается даже у простейших, например у Parame ium [70, 70а], а также, вероятно, у бактерий. [c.369]

Характерная функция ионов Са + у живых существ состоит в способности активировать различные метаболические процессы. Это происходит при резких -изменениях проницаемости плазматических мембран или мембран эндоплазматического ретикулума, в результате которых становится возможной диффузия ионов Са + в цитоплазму. Так, например, при сокращении мышцы в результате освобождения ионов Са + из эндоплазматич0окого ретикулума его концентрация увеличивается приблизительно от 0,1 до 10 мкМ . Связывание ионов Са + с тропонином С инициирует сокращение (гл. 4, разд. Е.1) . Мембраны эндоплазматического ретикулума мышечного волокна содержат большое количество белка кальциевого пасоса, а также ряд белков, связывающих кальций (гл. 4, разд. В.8.в) . Один из Са +нсвязывающих белков мышцы кролика, кальсеквестрин (мол. вес 46 500), способен связывать до 43 молей Са + на моль белка" [c.373]

Многие ферменты, которые модифицируются протеинкиназами, нуждаются в ионах кальция. Поэтому для полного проявления активности аденилатциклазы необходимо также высвобождение ионов Са + в цитоплазму, которое обычно инициируется нервным импульсом. Увеличение поглощения ионов Са + наблюдается, например, при связывании конка-навалина А Т-лимфоцитами (гл. 5, разд. В, 3) [80]. Контроль за поступлением ионов Са + в клетки, по-видимому, играет большую роль в осуществлении межклеточных коммуникаций. [c.71]

Упоминание о митохондриях обычно вызывает у биохимиков представление о цикле трикарбоновых кислот, -окислительном пути метаболизма жирных кислот и окислительном фосфорилировании. Помимо этих главных процессов в митохондриях протекает множество других химических превращений. Вероятно, наиболее существенное из ннх — это концентрирование ионов, таких, как ионы Са +. Митохондрии также контролируют приток и отток многих соединений, в том числе я АТР. Таким образом, они выполняют важные регуляторные функцна> как в катаболических процессах, так и в процессах биосинтеза. По мере своего роста и размножения митохондрии синтезируют часть своих белков, а ряд других белков получают из цитоплазмы. [c.393]

Цепочка событий, приводящих к смещению тропомиозина, начинается на клеточной мембране. Когда нервные импульсы активируют клетку мышцы, имеющую объем 1 мкл, ионы Са + выделяются иэ саркоплазматического ретикулума [770] в цитоплазму, где концентрация свободных ионов Са + становится на два порядка выше 1 мкм (рис. 11.7). Это приводит к насыщению тропонина С — кальций-чувствительного компонента тонкой нити [771] к молекулам тропонина С присоединяются 90% из общего количества 10 ионов. Связывание Са + вызывает конформационные изменения всего тропо-нинового комплекса [772]. При измененной структуре тропонина тропомиозин уже не может больше удерживаться в выключенном состоянии. Тропомиозиновая спираль соскальзывает в сторону к новому положению ближе к центру желоба. Таким образом, одна молекула тропомиозина освобождает семь мономеров актина, способных к взаимодействию с миозином [767, 769, 785]. [c.288]

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]

Ионы кальция осуществляют контроль за процессами генерации потенциалов действия и секреции нейромедиатора из нервного окончания, а также являются связывающим звеном между нервным импульсом и мышечным сокращением. a2+,Mg2+-ATPasbi в мембранах митохондрии и саркоплазматического ретикулума регулируют концентрацию кальция в цитоплазме. Система транспорта была выделена, биохимически охарактеризована и функционально идентифицирована при встраивании в искусственную липидную мембрану (реконструкция). [c.185]

Молекулы, имеющие отрицательный заряд (глюконат, глута-мат, Н2Р0 ), котранспортируются с Н в электронейтральной форме за счет только ДрН. Положительно заряженные молекулы и ионы переносятся через мембрану в цитоплазму по механизму унипорта с использованием в качестве движущей силы электри- [c.104]

Формирование гетероцист из вегетативных клеток сопровождается глубокими ультраструктурными и функциональными перестройками (рис. 86, А). Зрелые гетероцисты окружены тремя дополнительными слоями, внешними по отношению к клеточной стенке, что затрудняет проницаемость в них воды, ионов, нейтральных веществ гидрофильной природы и растворенных газов. Дополнительные слои, окружающие гетероцисту, в местах ее контакта с вегетативной клеткой прерываются. Перегородка, отделяющая гетероцисту от вегетативной клетки, пронизана множеством мелких каналов (микроплазмодесм), соединяющих цитоплазмы обеих клеток и обеспечивающих обмен клеточными метаболитами. В цитоплазме гетероцист в зонах контакта с вегетативными клетками располагаются светопреломляющие полярные гранулы цианофицина. [c.319]

Экстремально галофильные архебактерии содержат еще один ретинальбелковый комплекс — галородопсин, закачивающий на свету в клетки ионы хлора. Создающийся трансмембранный градиент СГ используется для синтеза АТФ. Одновременно этим обеспечивается также поддержание в цитоплазме высокой концентрации анионов, необходимой для уравновешивания высокой ионной силы внешней среды. [c.422]

Смотреть страницы где упоминается термин Ионы в цитоплазме: [c.343] [c.29] [c.20] [c.128] [c.169] [c.287] [c.446] [c.293] [c.352] [c.390] [c.325] [c.353] [c.73] [c.109] [c.365] [c.414] [c.101] [c.105] [c.141] [c.433] [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология