Строение клеточных мембран

Рис. 15.28. Схематическое изображение строения клеточной мембраны. Показаны молекулы липидов н белков.

Строение клеточной стенки и цитоплазматической мембраны [c.9]

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]

Клеточная мембрана эукариот сходна по составу и строению с [c.124]

В настоящее время общепризнанной моделью строения клеточной мембраны является [c.580]

У грамположительных прокариот муреин составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 50 до 90 %), у грамотрицательных — содержание пептидогликана значительно меньше (1-10 %). Клеточная стенка изученных видов цианобактерий, сходная с таковой грамотрицательных прокариот, содержит от 22 до 52 % этого гетерополимера. Под электронным микроскопом клеточная стенка грамположительных прокариот выглядит как гомогенный электронноплотный слой, толщина которого колеблется для разных видов от 20 до 80 нм. У грамотрицательных прокариот обнаружена многослойная клеточная стенка внутренний электронноплотный слой толщиной порядка 2-3 нм состоит из пептидогликана снаружи к нему прилегает, как правило, толстый слой (8-10 нм), имеющий характерное строение элементарной мембраны и поэтому получивший название наружной мембраны [21]. [c.15]

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]

Микрооргангомы могут расти как на насыщенных, так и на ненасыщенных углеводородах [266]. Наиболее часто используются парафины нормального строения. Микроорганизмы могут использовать газообразные алканы, а также жидкие парафины 9- 16, низкомолекулярные жидкие парафины s- g обычно не используются, потому что они способны растворять клеточные мембраны, вследствие чего микроорганизмы гибнут. [c.102]

Рис. 14.2. Строение клеточной мембраны.

РИС. 5-8. Строение клеточной оболочки бактерий. Схема плазматической мембраны и стенки грамотрицательной бактерии (см. S haitman С., J Ba teriol., 108, 553—563, [c.388]

На рис. 94 схематически представлена модель строения клеточной мембраны, получившая, пожалуй, наиболее широкое признание. В этой модели одни из белков погружены в липидную [c.291]

В последние годы появилось много сведений о строении биологических мембран. Важные данные были получены отчасти благодаря биохимическим методам (выделение различных химических соединений из клеточных мембран), рентгеноструктурному анализу, электронному и ядерному магнитному резонансу, спектроскопии, но в основном благодаря применению электронного микроскопа. Клеточные мембраны, такие, как мембрана эритроцита, состоят из примерно равных коли честв липидов и белков. В них присутствует также небольшое количество (несколько процентов) полисахаридов, которые соединяются с полипептидными цепями с образованием гликопротеидов. [c.465]

Обонятельные молекулярные рецепторы в чистом виде пока не вьщелены и строение их неизвестно, но имеется много косвенных данных, указывающих на их белковую природу. Образование комплекса душистого вещества с таким бел-ком-рецептором приводит к активации определенных ферментативных реакций в обонятельной клетке, что вызывает изменение концентрации одного или нескольких веществ, играющих роль внутриклеточных посредников. Один из таких пос-ред ников в обонятельной клетке позвоночных - циклический 3, 5 -аденозинмонофосфат. Внутриклеточный посредник, взаимодействуя с ионными каналами клеточной мембраны, открывает их, что приводит к деполяризации клетки. Весь этот процесс завершается возникновением нервного импульса (или изменением частоты импульсной активности) в обонятельной клетке. Каждая клетка проявляет высокую чувствительность к одним веществам и менее чувствительна к другим, т.е. отличается от остальных клеток своей избирательностью. [c.15]

Транспорт аминокислот через клеточные мембраны осуществляется в основном по механизму вторично-активного транспорта. В этом случае система активного транспорта приводится в действие не путем прямого гидролиза АТФ, а за счет энергии, запасенной в ионных градиентах. Перенос аминокислот внутрь клеток осуществляется чаще всего как симпорт аминокислот и ионов натрия, подобно механизму симпорта сахаров и ионов натрия. Энергия АТФ затрачивается на выкачивание Ка /К -АТФ-азой ионов натрия из клетки, создания электрохимического градиента на мембране, энергия которого опосредованно обеспечивает транспорт аминокислот в клетку. Известен ряд сходных по строению транспортных систем (транслоказ), специфичных к транспорту аминокислот нейтральных аминокислот с небольшой боковой цепью, нейтральных аминокислот с объемным боковым радикалом кислых аминокислот, основных аминокислот, пролина. Эти системы, связывая ионы натрия, индуцируют переход белка-переносчика в состояние с сильно увеличенным сродством к аминокислоте Ка" стремится к транспорту в клетку по градиенту концентрации и одновременно переносит внутрь клетки молекулы аминокислоты. Чем выще градиент Na , тем выше скорость всасывания аминокислот, которые конкурируют друг с другом за соответствующие участки связывания в транслоказе. [c.366]

При рассмотрении строения клеточных структур (глава И) мы видели, что митохондрии представляют трехслойные мембраны с внутренними перегородками (рис. 2 и 3). На этих мембранах адсорбированы ферменты, катализирующие различные процессы обмена веществ. В настоящее время считается, что перенос электронов и водорода от НАД Нг на кислород может происходить в митохондриях двумя путями, из которых только один сопряжен с фосфорилированием, а другой не сопровождается синтезом АТФ. Эти два пути окисления НАД-Нг в митохондриях пространственно разграничены процессы окислительного фосфорилирования локализованы внутри митохондрий, а свободное окисление без фосфорилирования — на их поверхности. В соответствующих участках митохондрий имеются и соответствующие ферментные системы, катализирующие тот или иной процесс. Эти два пути окисления веществ отличаются не только местоположением, но и различной чувствительностью к специфическим ингибиторам и активаторам. [c.174]

Транспорт через клеточные мембраны основного продукта гидролиза углеводов пищи — глюкозы — регулируется инсулином (гормоном, вырабатываемым поджелудочной железой), строение и биологические функции которого рассмотрены в главе 9. [c.398]

Значительная часть глюкозы, образующейся в результате гидролитического расщепления углеводов пищи в пищеварительном тракте, превращается в гликоген — резервный полисахарид, используемый организмом в качестве источника глюкозы в интервалах между приемами пищи (химическое строение и свойства гликогена рассматривались в главе 6). Необходимо отметить, что биосинтез гликогена из глюкозы имеет важное физиологическое значение, поскольку накопление легкорастворимой глюкозы в клетках могло бы привести к разрушению клеточной мембраны вследствие осмотического шока. [c.400]

Итак, химическая теория торжествовала. Некоторые медиаторы, которые вначале были столь же гипотетичны, как клеточная мембрана, были выделены в чистом виде и их химическое строение было определено. С помощью микроэлектродов, введенных в клетку и аксон, было выяснено, что время, затрачиваемое на выделение медиатора из терминали и его диффузию через щель, составляет примерно 0,6—0,8 мс у теплокровных животных. [c.158]

Липиды являются иногда главной формой запасных питательных веществ. Очень богаты липидами, в частности, семена сои, подсолнечника, рапса, кунжута и хлопчатника. Выше мы уже отмечали, что в липидах содержится меньше кислорода чем в сахарах, а это значит, что энергия запасена в них в более концентрированной форме, поскольку больше кислорода требуется для того, чтобы превратить их в СО2 и Н2О. При сгорании одного грамма сахара выделяется четыре калории, а при сгорании грамма жира — девять.. Очень важную роль играют липиды и в поддержании структуры клетки, потому что все клеточные мембраны состоят главным образом из фосфолипидов и белка. Липиды мембран отличаются от обычных жиров тем, что у них в молекуле одна из трех жирных кислот заменена на фосфорилированный серин, холин или этаноламин (рис. 5.14). Молекулы такого строения растворимы частично в жирах и частично в воде, поэтому они могут располагаться на границе раздела масло —вода, и регулировать поступление, жиро- или водорастворимых веществ. Другую важную группу [c.162]

Ранее предполагалось, что свойства биологических мембран во многом определяются структурой именно липидного бислоя, так что общая замкнутая фаница живой клетки подобна мыльному пузырю. За последние 20 лет в результате детального исследования строения и подвижности компонентов, входящих в состав биологических мембран, произошли существенные изменения в представлениях о структуре и функциях клеточной мембраны. Функциональное значение липидного бислоя оказалось значительно шире, чем значение гидрофобной перегородки между внутренним пространством клетки и внешней средой. [c.110]

Рис. 10.2. Современная схема строения клеточной мембраны а — з — глобулярные белки, и — гликолипид, к — фосфолипид, л — а-спиральпый белок, м — боковая цепь олигосахарида

Робертсон (Robertson) первым наблюдал в электронный микроскоп и описал трехслойное строение клеточной мембраны [c.182]

Рис. 7.5. Схема строения клеточной мембраны Л — липиды, Б — белки, М.Ф — микрофиламенты, М.Т — микротрубочки, ГЛ — гликолипиды, ГЯ — гликопротеины, ГАГ — глюкозамингликоны.

Вследствие его горького вкуса и источника получения (по аналогии с хинином) более ста лет назад им пытались лечить малярию. Позже было выяснено, что флоридзин вызывает у животных выделение с мочой большого количества глюкозы это явление было названо флоридзиновым диабетом . Сейчас флоридзин используется только в экспериментальной физиологии для изучения метаболизма и транспорта глюкозы через клеточные мембраны. Флоридзин вызывает глюкозурию, препятствуя реабсорбции глюкозы в почках и задерживая ее абсорбцию из тонких кишок. Флоридзин противодействует повышению абсорбции глюкозы мьшлечными клетками, вызываемому инсулином. Эти эффекты можно объяснить, предположив, что флоридзин конкурирует с моле-кулами-переносчиками в клеточных мембранах, принимающими участие в транспорте глюкозы. Флоридзин высокоспецифичен в этом процессе, поскольку близкий ему по строению галактозид относительно неактивен. Биологические свойства флоридзина подробно описаны Лотшпайном [70]. [c.369]

Напомним, что плазменные липопротеины —это сложные комплексные соединения, в состав которых, кроме белка, входит липидный компонент. Плазменные липопротеины имеют характерное строение внутри липопротеиновой частицы находится жировая капля (ядро), содержащая неполярные липиды (триглицериды, этерифицированный холестерин). Жировая капля окружена оболочкой, в состав которой входят фосфолипиды, белок и свободный холестерин. Толщина этой оболочки составляет 2,0—2,5 нм, что соответствует половине толщины фосфолипидного бислоя клеточной мембраны. [c.405]

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]

При резком едвиге елоя матрикеа. навиеаюшего над группой волосковых клеток, стереоцилий отклоняются в сторону на несколько градусов при этом проницаемость клеточной мембраны изменяется и возникает направленный внутрь клетки ток, называемый рецепторным током (рис. 19-48). Величина ответа выходит на плато через 100-500 мкс, что соответствует времени, необходимому для открытия ацетилхолин-активируемого катионного канала в нервно-мышечном соединении, но гораздо меньше, чем нужно для возникновения электрических изменений при активации любого из известных рецепторов, не связанных с каналами. Поэтом> кажется весьма вероятным, что механический стимул непосредственно открывает ионный канал. Как показали эксперименты с изменением внеклеточных концентраций ионов, механически регулируемый ионный канал, подобно рецептору ацетилхолина, практически одинаково проницаем для всех небольших катионов, и проходящий через него ток образуют главным образом ионы калия. (Ионная среда внутри уха несколько необычна, и на мембране волосковой клетки создается большой электрохимический градиент К . ) По в какой части волосковой клетки находятся такие каналы и как преобразование сигнала связано со сложным строением клетки [c.340]

Стенка сердца образована сердечными мышечными волокнами, соединительной тканью и мелкими кровеносными сосудами. Каждое мышечное волокно (кардиомиоцит) содержит одно или два ядра, множество крупных митохондрий и множество параллельных друг другу миофибрилл. Миофибриллы образованы актиновыми и миозиновыми нитями (миофиламентами), которые обеспечивают сокращение кардиомиоци-та подобно тому, как это происходит в скелетной мышце (разд. 18.4). В принципе внутреннее строение кардиомиоцитов такое же, как у волокон скелетных мышц, поэтому под микроскопом они также выглядят поперечно-полосатыми (рис. 14.15 и 14.16). Темные полосы, называемые интеркалярными или вставочными дисками, представляют собой поверхностные клеточные мембраны, отделяющие одну мышечную клетку от другой. Мембраны модифицированы, что по- [c.155]

Клеточные ядра, хлоропласты, митохондрии и микросо.мы— это очень сложные структурные образования. В различных клеточных структурах и в основном веществе цитоплазмы главнейшими структурными элементами, которые определяют характер их строения, являются мембраны. Они есть во всех клеточных структурах и определяют многие специфические свойства леточных структур. [c.28]

Фото 3. Строение элементарной мембраны клетки кончика корня кукурузы. (Х65 ООО). ЯО — н11срная оболочка Я — ядро КО — клеточная оболочка В — вакуоль [32]. [c.627]

Третий метод измерений, вероятно представляющий собой наиболее эффективный способ определения Ьр,— это метод трансцеллюляр-ного осмоса. Он основан на создании потока воды через клетку, концы которой погружены в растворы с различным осмотическим давлением. Так как размеры клеток ограничены, для исследований такого рода использовались лишь гигантские клетки водорослей [162, 164, 365, 366]. Полученные при этом величины Ьр во всех без исключения случаях оказались намного выше, чем те, которые были получены другими способами и на других клетках средняя величина колебалась в пределах от 1 10" до 2-10 см/сек-бар. (Именно в таких клетках, отчасти вследствие их высокой проницаемости, Дэйнти и Хоуп [162] впервые обнаружили четкие указания на то, что результаты одновременных определений с использованием ОгО искажаются под влнянием сопротивлений, внешних по отношению к мембранам.) Данный метод наиболее пригоден для определения Ьр, и расхождения между значениями Ьр, полученными этим методом, и значения -ми, приводившимися ранее, почти несомненно в какой-то мере определяются несовершенством методов, применяемых для исследования мелких клеток. Однако значительная часть различий может быть и вполне реальной. В частности, они могут зависеть от различий в структуре мембраны. Другим существенным фактором может быть строение клеточных стенок известно, что у водорослей опробковения клеточных стенок не происходит, тогда как у большинства других клеток стенки, выходящие в заполненные воздухом межклетники, по-видимому, претерпевают некоторое опробковение [663, 664]. [c.203]

Можно видеть, что бактерия окружена клеточной стенкой, представляющей собой жесткую структуру, довольно сложную по своему химическому составу и содержащую полисахариды, белки и липиды. Точное строение этих компонентов клеточной стенки различно у разных типов бактерий, что сообщает бактериальным клеткам сильную поверхностную специфичность. Клеточная стенка обусловливает характерную для данной бактерии форму (сферическую, форму прямой или изогнутой палочки) и обеспечивает прочность, необходимую для того, чтобы клетка не лопну ла поддействием внутреннего осмотического давления. К внутренней сто роне клеточной стенки плотно прилегает тонкая клеточная мембрана играющая у бактерии роль барьера проницаемости. Мембрана окружает протопласт, т. е. всю остальную часть прокариотической клетки Как видно на электронной микрофотографии, приведенной на фиг. 22 ядро бактерии (т. е. ее ДНК) связано с клеточной мембраной. [c.48]

В главах 12—15 освещаются вопросы обмена жизненно необходимых соединений, аминокислот, белков, углеводов, липидов, воды и минеральных веществ. В главе 12рассмотрен обмен белков и аминокислот, занимающий особое место в процессах метаболизма, что связано с уникальными биологическими функциями белков и специфической ролью аминокислот как основных источников азота для организмов человека и животных. Обмен углеводов обсуждается в главе 13. Известно, что углеводы занимают первое место среди веществ, служащих в качестве источника энергии для организма, а кроме того, они выполняют ряд других важных биологических функций. Обмен липидов описан в главе 14, особое внимание уделяется ряду специфических особенностей их метаболизма, связанных с химическим строением. Глава 15 посвящена рассмотрению процессов водно-минерального обмена и транспорта биологически активных соединений через клеточные мембраны, благодаря этим процессам поддерживается постоянство состава внутри- и внеклеточных жидкостей организма. [c.310]

Полагают, что образование примитивных мембран было в принципе сходно с образованием коацерватных капель. Оно могло начаться с выстраивания полярных молекул на поверхности раздела воздух — вода или липид — вода. Современные клеточные мембраны сложены из двойных мономолекулярных слоев липидов. Липиды играют главную роль в современных мембранах, хотя известны и нелипидные мембраны. Схема строения липидной мембраны показана на фиг. 39. [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология