Внешняя клеточная мембрана

В состав клеточных мембран входят в основном белки и липиды, среди- которых преобладают фосфолипиды, составляющие 40—90 % от общего количества липидов в мембране. Строение биомембраны интенсивно изучается в настоящее время. В одной из моделей клеточная мембрана рассматривается как липидный бислой. В таком бислое углеводородные хвосты липидов за счет гидрофобных взаимодействий удерживаются друг возле друга в вытянутом состоянии во внутренней полости, образуя двойной углеводородный слой. Полярные группы липидов располагаются на внешней поверхности бислоя (рис. 14.2). [c.466]

Термин мембранао используется вот уже более 100 лет для обозначения клеточной границы, служащей, с одной стороны, барьером между содержимым клеткн н внешней средой, а с другой — полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и некоторые из растворенных в ней веществ. В 1851 г. немецким физиолог X. фон Моль описал плазмолиз клеток растений, предположив, что клеточные стенки функционируют как мембраны. В 1855 г. ботаник К. фон Негели наблюдал различия в проникновении пигментов в поврежденные н неповрежденные растительные клетки и исследовал клеточную границу, которой он дал название плазматическая мембрана. Он предположил, что клеточная граница ответственна за осмотические свойства клеток. В 1877 г. немецкий ботаник В. Пфеффер опубликовал свой труд Исследование осмоса , где постулировал существование клеточных мембран, основываясь на сходстве между клетками и осмометрами, имевэщими искусственные полупроницаемые мембраны. В 80-х годах прошлого столетия датский ботаник X. де Фриз продолжил осмометрические исследования растительных клеток, предположив, что неповрежденный слой протоплазмы между плазмалеммой и тонопластом функционирует как мембрана. Его исследования послужили фундаментом при создании физико-химических теорий осмотического давления и электролитической диссоциации голландцем Я. Вант-Гоффом и шведским ученым С. Аррениусом. В 1890 г. немецкий физикохимик и философ В. Оствальд обратил внимание на возможную роль мембран в биоэлектрических процессах. Между 1895 и 1902 годами Э. Овертон измерил проницаемость клеточной мембраны для большого числа соединений и наглядно показал зависимость между растворимостью этих соединений в липидах и способностью их проникать через мембраны. Он предположил, что мембрана имеет липидную природу и содержит холестерин и другие липиды. Современные представления о строении мембран как подвижных липопротеиновых ансамблей были сформулированы в начале 70-х годов нашего столетня. [c.549]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 45. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны адсорбирован первичный слой 3 белковых молекул, взаимодействие которых друг с другом придает мембране механическую устойчивость и прочность. Мембраны пронизаны особыми липопротеиновыми (комплекс липидов и белков) каналами 4, при помощи которых, по-видимому, осуществляется селективный ионный транспорт. Раствор внутри клетки содержит относительно большие концентрации ионов К+ и низкие концент- [c.138]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 1.13. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны ад- [c.158]

Функции биологических мембран. Как отмечалось, клеточные мембраны отграничивают содержимое клетки (или клеточной органеллы) от окружающей среды. Благодаря наличию специальных рецепторов они воспринимают сигналы из внешней среды (например, молекулы гормонов, называемые первичными мессенджерами, или посредниками), в ответ на которые образуются вторичные мессенджеры, высвобождающиеся внутрь клетки. Так осуществляется преобразование сигналов, изменяющих клеточный метаболизм в соответствии с изменяющимися условиями среды (см. главу 8). [c.303]

Клетки тканей животных не имеют обычно клеточной стенки. У клеток растений и многих микроорганизмов, напротив, имеется развитая многослойная клеточная стенка, находящаяся с наружной стороны от клеточной мембраны. Внутренние слои такой клеточной стенки служат конструкционным материалом, обеспечивающим достаточную жесткость формы клетки и устойчивость ее как к внешним механическим воздействиям, так и к тургорному давлению изнутри. [c.601]

Н+-АТФаза внешней клеточной мембраны растений и грибов [c.124]

Углеводные цепи ганглиозидов и цереброзидов находятся исключительно на внешней стороне клеточной мембраны. Хотя такая мембранная асимметрия ярко выражена, биологическая ее значимость совершенно неясна. Мы уже обсуждали этот факт в гл. 2. Гораздо больше известно о мембранных белках. Исследования последних 10 лет, проведенные с использованием самых различных методов, привели к одинаковому [c.76]

Помимо слоев клеточной стенки, типичных для большинства грамотрицательных эубактерий, у некоторых представителей этой группы обнаружены дополнительные слои разной электронной плотности, располагающиеся с внешней стороны от наружной клеточной мембраны. Однако до настоящего времени не ясно, относятся ли они к клеточной стенке, являясь результатом ее последующего усложнения, или же представляют собой структурные элементы многослойного чехла. [c.35]

Клеточная мембрана — неотъемлемый элемент любой клетки. Ее роль в первую очередь состоит в том, чтобы отгородить содержимое клетки от окружающей среды, сосредоточить в небольшом объеме простран,ства все необходимые информационные и функциональные структуры, а у клеток эукариот, кроме того, разделить внутреннюю часть клетки на различные функционально автономные отсеки-ядро, митохондрии и ряд других. Во внешней плазматической мембране клетки функционируют транспортные белки, рецепторы и связанные с ними белковые системы преобразования полученных сигналов. Но структурную основу мембран составляют липиды. [c.55]

Клеточная стенка прокариот занимает свое особое место в структуре и архитектонике клеток Ее нельзя исключать из метаболических процессов, так как она занимает пограничное положение между внутренней (протопласт) и внешней средами, и через нее должны проходить различные вещества в обоих направлениях Однако главные функции ее — поддержание формы клетки и защитная, тогда как основная функция клеточной мембраны — регуляторно-метаболическая Клеточная стенка и клеточная мембрана вместе формируют оболочку [c.91]

Скорость поглощения воды живыми клетками при осмотических изменениях неодинакова для различных типов клеток, но вообще она чрезвычайно велика окончание процесса часто требует всего нескольких минут. Осмотическое давление внешней среды можно контролировать прибавлением электролита или разбавлением, причем осмотическая реакция клетки находится в согласии с уравнением (10). Это показывает, что скорость проникновения воды через клеточные мембраны значительно превышает скорость проникновения электролитов. [c.372]

Рассмотрение липидов в этой главе уместно и еще по одной причине. Дело в том, что наряду с неполярными липидами существуют также полярные липиды. Они составляют главные компоненты клеточных мембран, т.е. тех контейнеров , в которых протекают основные метаболические процессы. Мембраны не только отделяют содержимое клеток от окружающей среды, но и обеспечивают пространственное разделение метаболических процессов внутри клеток. Вместе с тем мембраны-это не просто клеточный покров в них локализованы многочисленные ферменты и транспортные системы. Более того, на внешней поверхности клеточной мембраны располагаются разнообразные распознающие, или рецепторные, участки, которые способствуют узнаванию других клеток, связывают определенные гормоны и воспринимают иные сигналы из внешнего окружения. Многие свойства клеточных мембран обусловлены наличием в них полярных липидов. [c.325]

Итогом перераспределения ионов с нарушением их термодинамического равновесия оказывается также и возникновение добавочных разностей потенциалов между внешней и внутренней стороной клеточной мембраны. [c.176]

Данные о механизме действия АКТГ на синтез стероидных гормонов свидетельствуют о сугцественной роли аденилатциклазной системы. Предполагают, что АКТГ вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами на внешней поверхности клеточной мембраны (рецепторы представлены белками в комплексе с другими молекулами, в частности с сиаловой кислотой). Сигнал затем передается на фермент аденилатцикла-зу, расположенную на внутренней поверхности клеточной мембраны, которая катализирует распад АТФ и образование цАМФ. Последний активирует протеинкиназу, которая в свою очередь с участием АТФ осуществляет фосфорилирование холинэстеразы, превращающей эфиры холестерина в свободный холестерин, который поступает в митохондрии надпочечников, где содержатся все ферменты, катализирующие превращение холестерина в кортикостероиды. [c.259]

В биологических системах внутри клетки концентрация ионов калия обычно высока, а вне ее высока концентрация ионов натрия. По обе стороны от клеточной мембраны, разделяющей внешнюю и внутреннюю области, присутствует некоторое количество анионов, главными из которых являются ионы хлора. Именно эти три иона (К" , Ма+ и С1 ) управляют электрической активностью большинства живых клеток. Поскольку общие концентрации растворов — внешнего и внутреннего — равны, уравнение (П1.96) для трех основных ионов, создающих электрический потенциал мембраны, остается в силе. [c.76]

Тонус — латинский термин, означающий напряжение. В физиологии под тонусом подразумевается напряжение мышц, сосудов, тканей или клеток (одно из самых распространенных явлений, сопутствующих современной цивилизации,— пониженное кровяное давление, гипотония, от греческого гипо — ниже). Это понятие совершенно правомерно и по отношению к растительной клетке. Ведь у многих растений в отличие от животных нет опорной системы, будь то внешний скелет, такой, как хитиновый панцирь насекомых, или же внутренний, костный скелет, подобный таковому позвоночных животных и человека. Известной заменой служит, конечно, укрепление внешней оболочки растительных клеток — клеточной мембраны, как это имеет место у древесных растений. Такое укрепление достигается за счет утолщения клеточных стенок и отложения лигнина или пробки (еще один пример — сверхпрочная скорлупа ореха, состоящая из мертвых клеток). Однако этот способ имеет и свои недостатки толстые стенки затрудняют обмен веществ между клетками, и, кроме того, они поглощают свет. Но, скажем, для листьев, которые только на свету образуют из двуокиси углерода и воды сахар и крахмал, это ни в коем случае не подходит. [c.241]

В целом влияние пестицидов на растения сводится к разностороннему действию на обмен веществ. Пестициды могут разобщать окислительное фосфорилирование, нарушать аккумуляцию ионов, изменять проницаемость клеточной мембраны, изменять интенсивность фотосинтеза, дыхания и активность связанных с ними окислительно-восстановительных ферментов, нарушать углеводный, азотный и фосфорный обмены. Интенсивность этих процессов зависит от природы препарата и его дозы, а также от формы применения и условий внешней среды. [c.47]

Активный транспорт ионов осуществляется из области с меньшей концентрацией ионов в область, где их концентрация выше, за счет энергии гидролиза аденозинтрифосфата (см. гл. 18). Клетка расходует на активный транспорт калия внутрь и транспорт натрия из нее значительную часть своей энергии. Активный транспорт осуществляет так называемый натриевый насос. Это специальный молекулярный механизм, работа которого упрощенно состоит в следующем. На внутренней поверхности клеточной мембраны этот механизм образует комплекс с натрием, затем он переориентируется так, что его фрагмент с комплексом натрия оказывается на внешней поверхности мембраны. Здесь этот комплекс диссоциирует, катионы Ма+ уходят в межклеточный раствор, и образуется комплекс с катионом К+. После этого механизм вновь переориентируется и переносит катион К+ в цитоплазму, где вновь образует комплекс с катионом Ма+. Далее цикл встречного переноса катионов Ма и К+ продолжает повторяться. [c.278]

Клеточные мембраны хорошо различимы в просвечивающем электронном микроскопе (рис. 18) при соответствующем увеличении и контрастировании тяжелыми металлами. Они имеют вид характерных трехслойных образований с двумя внешними темными электронно-плотными слоями, показывающими положение полярных (головных) групп липидов, и сравнительно более светлым средним слоем, отражающим гидрофобное внутреннее пространство. Все клеточные мембраны, просматриваемые на препаратах, полученных с помощью техники контрастирования, похожи друг на друга, независимо от источника мембран и содержания в них белков. Большинство биологических мембран имеют толщину 4—7 нм. [c.30]

Клетку можно представить как систему взаимосвязанных мембран, так как имеются небезосновательные предположения, что наружная мембрана клетки, эндоплазматический ретикулум, митохондриальная, лизосомная, ядернея мембраны и аппарат Гольджи тесно связаны между собой. Одна из функций наружной клеточной мембраны — регуляция обмена веществ между внутриклеточным пространством и внешней средой. Тем не менее еще мало известно о динамике и функции клеточных мембран или о деталях той регулирующей роли, которую они могут играть. Описано несколько случаев, когда облучение влияло на внешние клеточные мембраны. Например, облучение в дозах в диапазоне несколько десятков грей вызывает уменьшение проводимости нервного импульса в изолированных периферических нервах взрослых животных. Как известно, передача нервного импульса — результат избирательной диффузии ионов натрия и калия через мембрану аксона. Такие изменения электрической активности нервов, вызванные облучением, указывают на увеличение у аксона пассивной проницаемости для ионов. Изменения поведения и функции центральной нервной системы взрослых животных обнаруживаются после облучения в такой низкой дозе, как 0,5 Гр. Неизвестно, являются ли эти эффекты результатом первичных радиационных повреждений нервной ткани или же они обусловлены косвенным эффектом токсинов, освобождающихся из других поврежденных облучением тканей органов и систем. [c.44]

Показано, что изолированные вакуоли способны к электроген-ному поглощению ионов Н+, сопряженному с гидролизом АТФ. Транспорт Н+ и АТФазная активность подавляются уникальным набором ингибиторов, включающим нитрат, К-этилмалеимид, три-алкил-олово и высокие концентрации ДЦКД. Олигомицин и ДЦКД (ингибиторы митохондриальной Н+-АТФ-синтазы) в низких концентрациях не влияют на Н+-АТФазу тонопласта. Она не тормозится диэтилстильбэстролом, блокирующим Н+-АТФ-синтазу митохондрий и Н+-АТФ азу внешней клеточной мембраны растений и грибов не влияет на нее и ванадат. Ферменты митохондрий животных, хлоропластов и плазмалеммы, способные расщеплять АТФ, в отличие от АТФ-азы тонопласта не тормозятся нитратом. В то же время Н+-АТФ-синтаза растительных митохондрий чувствительна к нитрату. Н+-АТФаза тонопластов была выделена и встроена в протеолипосомы. [c.125]

Как осуществляется такое напряжение, в принципе верно объяснил еще в 1912 г. Бернштейн, ученик основоположника электрофизиологии Дюбуа-Реймона. По мнению Бернштейна, клеточная мембрана электрических пластинок, филогенетически происшедших от мышечного волокна, как и клеточные мембраны мышечной ткани, должна обладать избирательной проницаемостью для ионов К+, но не для ионов Ыа+. Между более высокой концентрацией с внутренней стороны и более низкой концентрацией Ыа+ с внешней стороны пластинки возникает потенциал покоя, причем, согласно ряду напряжения, внутренняя сторона становится электроотрицательной. При раздражении, происходящем вследствие нервного нмпульса, изменяется проницаемость мембран и они начинают пропускать ионы, а следовательно, и ток. Как недавно показали измерения Ходчкина с сотрудниками, поляризация при разрядке не только доходит до точки компенсации исходной [c.463]

Упрощенный вариант натриевого цикла приведен на рис. 59, Д. Фактически он аналогичен схеме Б с единственной разницей, что функции Н+ выполняет Na+. Здесь АТФ также используется в качестве источника энергии, но мембрана энергизируется АТФазой, транспортирующей Na+, а не Н+-АТФазой. Плазматическая мембрана животной клетки служит наиболее разработанной системой такого типа А лКа генерируется Na+/K -АТФазой (или Ка+-АТФа-зой) и потребляется главным образом (Na+, метаболит)-симпортерами. Фактически именно внешняя клеточная мембрана животных оказалась хронологически первой в ряду систем, где был описан Ка+-цикл. [c.234]

К числу наиболее полно изученных мембранных гликопротеинов относится гликофорин, присутствующий в мембране эритроцитов (разд. 12.13). Гликофорин содержит около 50% углеводов в форме длинной полисахаридной цепи, ковалентно присоединенной к одному из концов полипептидной цепи. Полисахаридная цепь выступает наружу с внешней стороны клеточной мембраны, тогда как полипептидная цепь погружена внутрь мембраны. К мембранным гликопротеинам относится также фибронектин (от латинских слов fibra -волокно и ne ter -связывать, присоединять). [c.319]

Сочетание транспорта вещества с сохранением и автономностью внутреннего устройства клетки осуществляется единственным возможным способом — для выполнения своих функций клетка как целое отделена от внешней среды полупроницаемой перегородкой. Каждая клетка окружена плазматической мембраной. Появление клеточной мембраны, но-видимому, было важным этапом в возникновении жизни — компартментация, отделение внутриклеточного пространства от внешнего мира, определяла решительное ускорение добиологической и биологической эволюции (см. гл. 17). [c.332]

Электронномикроскопические исследования показывают, что в основе клеточных и внутриклеточных мембран лежит структура единичной мембраны толщиной 75—95 А, состоящая из двух слоев липида и двух слоев нелипидного материала . В настоящее время имеются данные, указывающие на присутствие углеводсодержащих биополимеров во внешнем слое клеточной мембраны . При биохимическом исследовании субклеточных частиц из клеток печени крыс было обнаружено высокое содержание гексозаминов и сиаловых кислот — специфических компонентов смешанных углеводсодержащих биополимеров во фракции гладких микро-сом , возникающих из гладкой эндоплазматической сети . Экспериментально доказано присутствие гликолипидов в клеточной мембране Mi ro o us lysodeikti us и других грамположительных бактерий . [c.600]

Метилирование фосфолипидов. Представляется вероятным, что метилирование РЕ связано с передачей сигнала через клеточные мембраны метилтрансфераза, расположенная на внутренней стороне многих клеточных мембран, метилирует до фосфа-тидил-Н-монометилэтаноламина. Вторая метилтрансфераза, локализованная на внешней стороне мембраны, осуществляет его дальнейшее метилирование до РС. При этом донором метильных групп в каждом случае также является 8-аденозилме-тионин. Метилирование РЕ влияет на текучесть мембраны, оно стимулируется нейромедиаторами ряда катехоламина, например адреналином, и приводит к поступлению в клетку ионов кальция, образованию сАМР, высвобождению гистамина и т. д. [4]. [c.39]

Схематически механизм действия аденилатциклазной системы представлен на рисунке 136. Процесс начинается с взаимодействия гормона с его рецептором, расположенным на внешней стороне клеточной мембраны. При этом индуцируются такие изменения в белке-рецепторе, что он приобретает способность взаимодействовать со следующим компонентом системы — N-6eлкoм (N). [c.240]

Трудно говорить об образовании мембран de novo, поскольку существование клетки предполагает существование ее мембран. Одиако можно считать установленным, что процесс формирования клеточной мембраны идет непрерывно, путем введения в иее новых составных частей, обновления компонентов, прежде всего липидов, белков и т. п. В частности, полупериод жизни мембранных компонентов клеток печени, в течение которого обновляется половина их исходного содержания, составляет для белков микросом, ядерной мембраны и цитоплазматической мембраны 2—3 дня, белков внешней митохондриальной мембраны — 5—6 дней, внутренней митохондриальной мембраны — 8—10 дней, для липидов микросом — [c.586]

Теоретически потенциал покоя объясняется малой пропускной способностью мембраны, ограничивающей клетку, по отношению к ионам натрия, концентрация которых вне клетки значительно больше, чем внутри нее. С другой стороны, пропускная способность мембраны по отношению к ионам калия велика, так что внутри клетки находятся нреимущественно катионы калия. Нри раздражении клетки двойной электрический слой, образованный на ее мембране, частично разряжается, и значение потенциала покоя несколько уменьшается. Когда оно снижается более чем на 15—20 мв, пропускная способность мембраны по отношению к иоттям натрия ре.чко возрастает, и эти ионы устремляются внутрь клетки. При этом разность потенциалов между внутренней и внешней частью клетки продолн ает падать, а затем изменяет свой знак. Эта разность потенциалов получила название потенциала действия. После перезарядки клеточной мембраны, под действием электрического поля начинается переток ионов калия из клетки во внеклеточную жидкость. Этот поток больше, чем поток ионов натрия внутрь клетки, благодаря чему разность потенциалов в данном месте клеточной мембраны вновь достигает потенциала покоя. Однако кратковременной перезарядки мембраны достаточно для того, чтобы снизить потенциал покоя в соседних с ней участках, и там повторяется весь описанный процесс. В результате потенциал действия перемещается вдоль волокна нервной клетки, например от центральной нервной системы к мыш- [c.82]

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]

Внешняя клеточная стенка Е. oli покрыта чехлом, или капсулой, из слизистого вещества. Через чехол проходят наружу короткие, похожие на волоски структуры, называемые пилями, функция которых пока не совсем понятна. Штаммы Е. oli и других бактерий, способных к передвижению, имеют также один или несколько длинных жгутиков, играющих роль пропеллеров при перемещении бактерий в водной среде. Жгутики бактерий представляют собой тонкие, жесткие, изогнутые стерженьки с поперечным сечением 10-20 нм. Они прикрепляются к расположенной на внутренней стороне мембраны структуре, напоминающей автоматическую трансмиссию, которая обеспечивает вращение жгутиков. Мембрана клетки-это очень тонкий двойной слой (бислой) липидных молекул, прони- [c.31]

Вследствие проницаемости клеточных стенок для молекул двуокиси углерода изменения во внешней концентрации ее производят внутри клетки сдвиг в концентрации карбонатов, сопровождаемый изменениями кислотности клеточного сока. Влияют ли изменения во внешней концентрации бикарбонатных ионов, для которых клеточная мембрана почти непроницаема, на состав системы компонентов угольной ки 5лоты в клетке—сложная проблема мембран- [c.204]

Наибольший перенос между соседними клетками происходит через постоянные поры или каналы, расположенные в области щелевых контактов. Каналы принимают форму коротких межклеточных трубок или коннексонов. Пос.вддние, в свою очередь, составлены из двух упорядоченных полых цилиндрических протеинов, которые называют внутримембранными частицами (ВМЧ). Коннексон образует непрерывный канал, который тянется из внутренней части одной клетки через две билипидные мембраны до внутренней части другой клетки. Поперечное сечение коннексона является гексагональным и по-видимому, составлено из шести протеиновых субъединиц, которые могут поворачиваться и передвигаться относительно друг друга, вызывая тем самым запирающий эффект, подобный действию ирисовой диафрагмы объектива [10, 11]. Отдельные ВМЧ проникают через клеточные мембраны и образуют обычный запирающийся канал для облегченного транспорта между цитоплазмой клетки и внешней стороной клетки. [c.329]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология