Мембранные системы клетки и их проницаемость

МЕМБРАННЫЕ СИСТЕМЫ КЛЕТКИ И ИХ ПРОНИЦАЕМОСТЬ [c.64]

Большинство работ по изучению биосинтеза природных соединений проводилось на целых растениях и интактных микробных клетках. Такой подход обычно применим для ряда простых предшественников, которые легко преодолевают барьер клеточных стенок однако иногда, особенно в случае сложных предшественников, например олигопептидов, проницаемость клеточных мембран может стать серьезным ограничением. Даже если этот фактор ие стал лимитирующим, сложные промежуточные соединения внутри клетки могут подвергаться действию других ферментов, помимо ферментов, участвующих в исследуемом биосинтетическом пути. В этой связи понятно, что дальнейший прогресс в изучении биосинтеза невозможен без привлечения специальных биохимических методов, в особенности техники работы в бесклеточных системах и с фракционированными ферментами. В последние годы в этом направлении наметились определенные сдвиги [15]. [c.349]

Фитохром, ассоциированный с мембраной, как уже отмечалось, после превращения в активную форму меняет конформацию своего белкового носителя. Вслед за этим происходит генерализация локальных конформационных изменений по всей (или значительной части) мембранной системе клетки. Поскольку подавляющее большинство белков и других макромолекул (в том числе ДНК) входит в состав мембран или ассоциировано с ними, структурные перестройки мембран должны отразиться на их конформации, а следовательно, и на их функциональной активности. Одновременно следует ожидать и модификации прямых функций мембран, т. е. проницаемости. [c.188]

Осмотические явления играют очень важную роль в биологических системах. Клетка окружена мембраной, которая хорошо проницаема для воды и плохо —для солей, т. е. является полупроницаемой. Поэтому клетки должны находиться в приблизительно изотонической среде, т. е. среде с осмотическим давлением, близким к осмотическому давлению внутри клетки. Иначе вода начнет поступать в клетку и в конечном итоге разорвет ее, произойдет так называемый осмотический шок. [c.243]

Перечисленные выше механизмы поражения синтеза ДНК могут еще более усиливаться за счет развития в ядре и цитоплазме облученных клеток вторичных процессов. Накопление некоторых метаболитов ДНК при активации процессов ее катаболизма или при блокировании реакций синтеза предшественников может привести к дальнейшему, более глубокому угнетению реакций синтеза ДНК или по механизму отрицательной обратной связи, или за счет специфического их действия на некоторые системы. Изменения проницаемости мембран, наблюдаемые после облучения, могут повлечь за собой обеднение клеточного ядра некоторыми критическими метаболитами синтеза ДНК, Этот процесс может привести к выходу из органелл клетки в цитоплазму разнообразных катаболических ферментов. Развиваясь и взаимноусиливаясь, все эти процессы приводят к гибели клетки. [c.128]

Существование клетки как целостной системы, существование функциональных клеточных органоидов требует компартмента-лизации, пространственного разграничения этих систем мембранами, характеризуемыми регулируемой проницаемостью. Белки-ферменты, входящие в состав мембран в комплексах с липидами, обеспечивают активный транспорт метаболитов в клетку и из нее, идущий в направлении, противоположном градиенту концентрации. Эта функция белков тесно связана с механохимиче-ской. Кроме того, белки катализируют метаболические биоэнергетические процессы, протекающие в мембранах. Так, ферменты митохондрий, локализованные в мембранах, ответственны за биохимические процессы, связанные с дыханием, за механические движения митохондрий, за активный транспорт. [c.176]

Состав внеклеточной жидкости близок к составу морской воды в пред-кембрийскую эпоху, когда появились животные с замкнутой системой кровообращения. С тех пор соленость моря продолжала возрастать, тогда как состав внеклеточной жидкости остался постоянным. Основным катионом во внеклеточной жидкости является ион Ка , а из анионов преобладают СГ и НСОВнутри клеток преобладают катион и анион НРО Для соблюдения физико-химического закона электронейтральности, которому подчиняется любой живой организм в целом, некоторый недостаток неорганических анионов компенсируется анионами органических кислот (молочной, лимонной и др.) и кислых белков, несущих отрицательный заряд при физиологических значениях pH. Если вне клетки органические анионы компенсируют незначительную нехватку отрицательного заряда, то внутри клетки они должны компенсировать около 25 % положительных зарядов, создаваемых неорганическими катионами. Поскольку клеточные мембраны легко проницаемы для воды, то они могут разрушаться при незначительных различиях в давлении жидкости внутри и снаружи клеточной мембраны. Поэтому осмотическое давление внутри клетки должно быть равно таковому во внеклеточной жидкости, т. е. живая клетка подчиняется закону изоосмоляльности. Повышенное содержание катионов по отношению к концентрации анионов во внеклеточных жидкостях в сравнении с внутриклеточными средами приводит к тому, что наружная поверхность мембран клеток оказывается заряжена положительно относительно ее внутренней поверхности, и это имеет огромное биологическое значение (см. главу 15). В биологических жидкостях концентрацию осмотически активных частиц (независимо от их заряда, размера и массы) выражают в единицах осмоляльности — миллиосмомолях на 1 кг воды. Так как главные катионы и анионы внутриклеточных жидкостей многозарядные, то (при одинаковых осмоляльностях) концентрация электролитов, выраженная в миллиэквивалентах на 1 л, будет значительно выше внутри клетки, чем во внеклеточных жидкостях, где в основном содержатся однозарядные ионы. [c.180]

Одна из существенных функций биологических мембран — обеспечение избирательной проницаемости для веществ, транспортируемых в процессе жизнедеятельности клетки в среду и из среды в клетку. Отдельные части живой системы, разделенные мембраной, функционируют как открытые системы. [c.99]

Функции мембран. Мембраны — это высокоорганизованные структуры, отграничивающие внутреннее пространство клетки или ее отсеков, построенные из белков и липидов. Мембраны отделяют клетки от окружающей среды, обладают избирательной проницаемостью, содержат специфические транспортные системы. Внутренние мембраны клеток отграничивают органеллы и формируют обособленные внутриклеточные отсеки — компартменты, что обеспечивает функциональную специализацию клетки. Мембраны играют центральную роль в системе межклеточных взаимодействий. В них располагаются рецепторы, воспринимающие химические, физические и другие внешние сигналы. Некоторые мембраны сами способны генерировать сигнал (химический или электрический). Мембраны участвуют в процессах превращения энергии (фотосинтез, окислительное фосфорилирование). [c.100]

В процессе эволюции повышалось содержание катионов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Очевидно, многие элементы могли выполнять роль первичных катализаторов уже иа стадии добиологической (химической) эволюции. Результатом этого явилось усложнение структуры за счет образования комплексов с органическими соединениями, в которых участвовала и вода. Это дало начало сложным ферментным системам и явилось одним из путей снижения энтропии внутриклеточной воды. И, наконец, немаловажное значение для изменения термодинамического состояния воды в процессе эволюции могло иметь развитие и усложнение мембранной системы клеток. Вероятно, развитие в процессе эволюции способности образовывать бимолекулярные слои было использовано для регуляции транспортной функции мембран. Вполне возможно, что разная проницаемость плазмалеммы для входа и выхода может иметь определенное значение для удержания в клетках части воды и повышения их водоудерживающей способности. Таким образом, усложнение мембранных структур явилось фактором совершенствования регуляции проницаемости клеток для воды и создания внутриклеточного гомеостаза. [c.224]

Во многих случаях трансформация или потребление токсичного соединения микроорганизмами начинается лишь при снижении его концентрации вследствие рассеивания или абиотических процессов, либо после адаптации микроорганизмов к его потреблению. Адаптация микроорганизмов к ксенобиотикам происходит в результате падения скорости поступления субстрата-яда в клетку вследствие изменения проницаемости и состава клеточных мембран увеличения скорости синтеза фосфолипидов использования активной системы транспорта для удаления соединений из клетки связывания активными биологическими соединениями клетки в нетоксичные производные изменения или утраты чувствительного звена обмена потери ферментов, катализирующих превращение исходного соединения или промежуточных продуктов подготовительного метаболизма в стойкие токсические соединения индукции ферментов, нечувствительных или менее чувствительных к данному соединению. [c.360]

Уравнение Гольдмана допускает аналогию мембраны клетки с электрическим контуром, включающим несколько источников тока отдельно для ионов калия, натрия и хлора (рис. 5.4). Ток в системе проводится ионами, которые должны преодолеть сопротивление, проходя через мембрану. Мембрана может быть представлена в виде эквивалентного контура. При этом равновесный потенциал представляет собой своеобразную электробатарею, а ионная проницаемость — омическое сопротивление, к тому же следует учесть электрическую емкость С, соответствующую двойному слою липидов (бислойная мембрана) с полярными головками, действующими как конденсатор. [c.114]

Мембранами сейчас много занимаются и биологи, и химики, и физики. Мембраны состоят из белков и липидов — жировых веществ, содержащих углеводородные гидрофобные цепочки и полярные группы. Мембраны — высокоорганизованные структуры, это несомненно, но об их детальном устройстве мы знаем еще очень мало. Между тем, множество основных биологических явлений связано со структурой мембран проникновение в клетку и выход из клетки различных веществ, т. е. функционирование клетки как открытой системы, и тем самым действие любых фармакологических средств на организмы. Проведение нервного возбуждения по длинному отростку нервной клетки определяется проницаемостью мембраны по отношению к ионам натрия и калия. Это бесконечно интересно и ван<но, но обо всем ведь не расскажешь.... [c.304]

Положительная обратная связь редко встречается в биологических системах, поскольку она приводит к нестабильности системы и экстремальным состояниям. В этих ситуациях возникшее возмущение вызывает такие последствия, которые еще более его усиливают (рис. 19.2). Например, во время распространения нервного импульса деполяризация мембраны нейрона повышает ее проницаемость для ионов натрия. Проникая в аксон через мембрану, ионы натрия усиливают деполяризацию, а тем самым и собственное поступление в клетку. Скорость этого поступления стремительно возрастает, и в результате генерируется потенциал действия. В данном случае положительная обратная связь служит для усиления ответа системы (деполяризации). Величину этого ответа ограничивают другие механизмы, описанные в разд. 17.1.1. Положительная обратная связь функционирует также во время родов, когда гормон окситоцин стимулирует сокращения матки, а они в свою очередь инициируют вьщеление новых порций этого гормона (разд. 21.8.12). [c.402]

Для осуществления многих важных биологических процессов, в том числе передачи нервного импульса, необходимо постоянно поддерживать градиент концентраций ряда ионов по разные стороны мембран клеток, что требует затрат энергии. Так, например, концентрация ионов К внутри клетки примерно в 35 раз выше, чем вне ее, а концентрация ионов Ма во внеклеточной жидкости в 15 раз больше, чем внутри клетки. Постоянство электролитного состава внутри и вне клетки поддерживается за счет активного транспорта ионов через клеточные мембраны, обладающие высокоселективной ионной проницаемостью. Поток различных ионов строго регулируется специфическими транспортными системами, среди которых главная роль принадлежит так называемому тонному , или на-трий-калиевому насосу, который обозначают как (Ма , К )-насос. Он обеспечивает активный транспорт ионов К и Ма через клеточные мембраны с использованием энергии гидролиза АТФ. [c.446]

Приобретение митохондрий должно было иметь много последствий. Например, у прокариотических клеток плазматическая мембрана тесно связана с образованием энергии, в то время как у эукариотических клеток эта важнейшая функция передана митохондриям. Кажется вполне вероятным, что освобождение плазматической мембраны эукариотической клетки от этой функции позволило ей приобрести новые свойства. В частности, поскольку эукариотическим клеткам не нужно поддерживать высокий градиент Н на своей мембране (что необходимо для производства АТР у прокариот), у них появляется возможность использовать контролируемые изменения в ионной проницаемости плазматической мембраны в целях клеточной сигнализации. Следовательно, одновременно с возникновением эукариот в плазматической мембране появляются ионные каналы. В настоящее время у высших организмов эти каналы опосредуют сложные процессы передачи электрических сигналов (в частности, в нервной системе), а у одноклеточных свободноживущих эукариот, таких, как простейшие, они во многом определяют их поведение (см. ниже). [c.31]

Таким образом, в настоящее время существуют две достаточно хорошо обоснованные концепции генерации ПД в растительных клетках 1) "классического" ПД, возникающего в такой системе, где существует хотя бы один вид ионных каналов, резко увеличивающих пассивную селективную проницаемость мембран для ионов сорта] в ответ на изменение электрического поля на мембране 2) "метаболического ПД, осуществляемого за счет потенциалзависимого выключения-включения электрогенного насоса, при этом резкого изменения пассивной ионной проницаемости мембран не происходит. [c.144]

Регулярные колебания уровня АТФ во многих клетках трансформируются в осцилляции содержания внутриклеточного кальция, который осуществляет связь между изменениями метаболизма и проницаемостью мембран во многих периодических системах. [c.121]

Если концентрация какого-либо иона внутри клетки отлична от концентрации этого иона снаружи и мембрана проницаема для этого иона, возникает поток заряженных частиц через мембрану, вследствие чего нарушается электрическая нейтральность системы, образуется разность потенциалов внутри и снару- [c.69]

Ионы кальция в отличие от других посредников не могут превращаться, поэтому кальциевые сигнальные системы мембран способны лишь изменять их поступление в цитозоль. Содержание ионов кальция вне клетки строго контролируется и составляет около 5 ммоль/л. В клетке концентрация кальция в 5 000—10 ООО раз ниже (0,1—10 мкмоль/л), и этот кальций связан с митохондриями или эн-доплазматическим ретикулумом. Изменение концентрации кальция в цитоплазме происходит по трем механизмам. Ряд гормонов повышает проницаемость мембраны для ионов кальция. Это может происходить по механизму Ыа" /Са2+-обмена (большая емкость, но низ- [c.379]

Мышечная клетка окружена электровозбудимой поверхностной мембраной — сарколеммой. На сарколемме находятся места контакта с окончаниями двигательных нервов — синапсы (нервно-мышечные соединения, см. рис. 113). Сарколемма обладает избирательной проницаемостью для различных веществ и имеет транспортные системы, с помощью которых поддерживается разная концентрация ионов Ма и К , а также СГ внутри клетки и в межклеточной жидкости, что приводит к возникновению на ее поверхности мембранного потенциала. Образование мембранного потенциала действия под влиянием нервного импульса — необходимое условие возникновения возбуждения мышечного волокна. [c.292]

Мы все больше узнаем о свойствах и природе веществ, модифицирующих проницаемость био-мембран. Все это так. Однако еще раз подчеркиваю — нам нужно понять, в силу каких причин в процессе эволюции возникли именно такие механизмы Один из возможных ответов гласит данное приспособление возникло как неизбежное следствие физических и (или) химических свойств веществ, вовлеченных в процесс эволюции. В духе такого ответа можно сказать, что ионные градиенты, противотер-модинамическая асимметрия ионов в системе клетка — внешняя среда возникли как неизбежное следствие образования биоде-тергентных мембран. Если в силу эволюционной необходимости в дискретности живого вещества появились мембраны, отграничивающие клетки от внешней среды, то вследствие физических и химических свойств этих мембран, их избирательной проницаемости возникла и ионная асимметрия. Ионная асимметрия оказалась весьма удачным показателем целостности клетки и в ходе дальнейшей эволюции смогла обеспечить реагирование клетки на внешние воздействия. [c.100]

Клеточная оболочка — это мембрана, которая регулирует связь цитоплазмы с другими клетками и 1С внещней средой. Мембрана избирательно проницаема для различных веществ, ее проницаемость зависит от природы проникающих в клетку молекул и физиологических особенностей клетки. В цитоплазме находятся различные включения — капельки жира, зерна крахмала и т. д., вакуоли. В вакуолях содержится клеточный сок. В клеточный сок растений входят различные пигменты, определяющие окраску растений и их отдельных органов. Желтая окраска обусловлена флавонами, а красная и фиолетовая— антоцианинами. Окраска зависит также от кислотности сока. Главнейщими клеточными структурами, которые содержатся в цитоплазме, являются ядро, пластиды, митохондрии и микросомы. Пластиды—довольно крупные гранулы овальной формы, митохондрии — мелкие палочковидные частицы, а микросомы — мельчайшие округлые частицы. Митохондрии и микросомы хотя и значительно меньше ядра или пластид, но на их долю приходится до 50% массы протоплазмы. В протоплазме имеется сложная система мембран, образующих каналы, связанные с оболочкой ядра. Эта система представляет структурную основу клеточной цитоплазмы и называется эндоплаз-матической сетью. [c.28]

Старение как отдельных органов, так и целого растения связано с уменьшением метаболической активности и снижением скоростей синтеза РНК и белка. Мы уже говорили об изменениях в интенсивности дыхания и проницаемости мембран, сопровождающих созревание плода. Действие большинства гормонов замедляющих старение, по крайней мере частично обусловлен тем, что они поддерживают синтез РНК и белка. Старение ткани плода, например, у бобов подавляется ауксином или цито-кинином. В одних листьях старение замедляется под воздействием одного цитокинина, тогда как в других эффективен только один гиббереллин. Многие исследования показывают, что старение у растений представляет собой не просто какой-то замедляющийся и затухающий процесс, а скорее активную физиоло-гическую стадиЮ жизненного цикла, в такой же мере регулируемую гормонами, как и любая другая предшествующая ей стадия. Смерть индивидуальных клеток или тканей в растении, может быть нормальным, контролируемым и локализованны1Л. событием, помогающим в создании окончательной формы растения. В качестве примера можно привести гибель клеток тра-хеид и сосудов, из которых образуются полые, но эффективные клетки водопроводящей системы. [c.317]

Избирательность препаратов доксорубицина, дауномицина и др., взаимодействующих с ДНК трансформированных клеток, невелика и обеспечивается, как правило, более высокой скоростью синтеза ДНК и РНК в этих клетках, а также повышенной проницаемостью клеточных мембран для метаболитов по сравнению с покоящимися, нормальными клетками. Эти соединения токсичны для быстро делящихся нормальных клеток организма, таких, как стволовые клетки кроветворной системы, клетки слизистой оболочки желудка и кишечника, фолликулов волос. В последние годы [c.79]

Медиатор синтезируется в аппарате Гольджи пресинаптической клетки и хранится в секреторных пузырьках, из которых при возбуждении экскретируется в синаптическую щель, и затем диффундирует к плазматической мембране постсинаптической клетки - приемнику сигнала. Соединяясь с рецептором плазматической мембраны, медиатор передает информащпо. При этом активированный рецептор претерпевает конформационные изменения, в результате чего происходит изменение проницаемости этой мембраны путем открывания ионных каналов шш включения системы синтеза вторичных внутриклеточных посредников -регуляторов физиологических процессов. И в том, и в другом случае формируется быстрая ответная реакция клетки на раздражение. [c.51]

Полупроницаемые мембраны и, следовательно, мембранные явления чрезвычайно распространены в живой природе. Так, клеточные или плазменные мембраны отделяют внутреннюю часть любой живой клетки от окружающей среды. Составы растворов внутри и снаружи клеток различны, а сами мембраны обладают избирательной проницаемостью. В основе транспорта веществ через мембраны лежат электрохимические закономерности. Этот пример указывает на важность электрохимического подхода к исследованию биологических объектов. Изучение электрохимических закономерностей функционирования живых систем и их моделей составляет предмет биоэлектрохимии. Это направление электрохимии интенсивно развивается в настоящее время. Один из разделов биоэлектрохимии связан с изучением мембран и их роли в биологических системах. [c.138]

Имеются примеры ионных регуляторных комплексов, в которых рецептор и ионный канал, по-видимому, находятся в разных молекулах. Так, некоторые ацетилхолиновые рецепторы, найденные в нейронах Aplysia, после связывания с ацетилхолином увеличивают натриевую проводимость. Другие ацетилхолиновые рецепторы того же организма вызывают быстрое возрастание проводимости ионов хлора, тогда как третьи — медленное возрастание калиевой проницаемости [6]. Если принять, что связывающий компонент этих рецепторов один и тот же, что никак не доказано, то он должен действовать в комбинации то с калиевыми, то с натриевыми, то с хлорными каналами [7]. Хотя такие комбинации и казались постоянными, следующие наблюдения привели к выдвижению гипотезы плавающего , или мобильного , рецептора. Согласно этой гипотезе рецепторы не связываются в постоянные комплексы, а плавают в мембране и взаимодействуют с различными активными структурами транспортными системами, ферментами и т. д. (рис. 9.6). Имеется, например, только один тип рецептора для инсулина, который, однако, раздельно регулирует целый ряд мембранных функций транспорт глюкозы, аденилатциклазную, фосфодиэсте-разную, Ка+,К+-АТРазную, Са +-ЛТРазную активности, а также транспорт аминокислот. Напротив, в жировых клетках крыс имеются, по крайней мере, восемь различных рецепторов, и все они регулируют аденилатциклазную активность. Связывание [c.255]

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]

Очень мало известно о механизме биологического действия гормонов, хотя, естественно, он будет различным у разных гормонов. Многие гормоны, в частности соединения пептиднобелковой природы, оказывают влияние на проницаемость клеточных и субклеточных мембран, по всей вероятности, путем воздействия на определенные ферменты. Таким путем они регулируют различные процессы в живой клетке. Интересно, что при этом гормон не обязательно должен входить в клетку, он может прикрепляться к определенной ферментной системе, расположенной на клеточной поверхности, и посредством кооперативных эффектов вызывать какие-либо изменения внутри клетки (такой механизм иногда называют кнопочным ). Таким путем может регулироваться транспорт ионов различных металлов и ряда веществ (например, сахаров) через мембраны и оболочки. [c.105]

В биологических системах обнаруживаются различные типы свободных радикалов, в частности нейтральные, анион- и катион-радикалы. Самыми простыми из них являются свободные радикалы воды - анион-радикал супероксида (О ) и нейтральный гидроксильный радикал (ОН), которые, образуясь в реакциях одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода при участии ряда ферментов, вступают во взаимодействие почти со всеми химическими соединениями клетки. Известны свободные радикалы аминокислот, ароматических и серосодержащих белков, витаминов, фенолов. Свободнорадикальное окисление пиримидиновых оснований приводит к образованию ковалентных сшивок в ДНК и между ДНК и белками. В процессе обмена веществ в клетках часто образуются семихиноны, являющиеся промежуточной радикальной формой при окислении гидрохинонов до хинонов. Через стадию образования свободных радикалов в одноэлектронном переносе участвуют флавины. С образованием свободных радикалов осуществляется окисление нафтохинона у микроорганизмов и убихинонов в клетках животных и растений. По цепному свободнорадикальному механизму окисляются по-линенасыщенные жирные кислоты и жирные кислоты фосфолипидов, что может сказываться на б рьёрных функциях биологических мембран, их проницаемости для ионов, молекул, токсинов, микробов. При окислении ненасыщенных липидов реакция начинается с инициирования цепи свободными радикалами аминокислот, воды и других соединений. Гидро-пер<яссиды как промежуточные продукты свободнорадикального окисления липидов разлагаются с возникновением новых радикалов, вызывающих новые цепи окисления. [c.80]

Определенный интерес представляют системы, в которых хотя и не удается проанализировать отдельные компоненты, однако можно более четко, чем в обычных условиях in vivo, охарактеризовать процесс репликации. Например, бактерии обрабатывают растворителями жиров, что делает их мембрану проницаемой для предшественников синтеза ДНК (и других малых молекул). Обработанные клетки не сохраняют жизнеспособность, но реплицируют свою ДНК со скоростью, которая лишь незначительно отличается от обычной скорости репликации in vivo. С той же целью бактерии можно лизировать на целлофановых дисках, находящихся на поверхности агара. Репликационная система при этом задерживается на поверхности диска, и к ней могут быть добавлены необходимые компоненты. [c.420]

Изучение критического состояния липидного бислоя раскрывает биологический смысл этого явления. Считается, что на начальных этапах эволюции клеточных структур формировались липидные везикулы, мембраны которых, как это следует из рассмотренного выше, способны были обеспечивать такие важные функции клетки, как проницаемость и генерацию мембранных потенциалов ионной природы. Однако чистые липидные пленки хрупки, и их стабильность в сильной степени зависит от внешних условий. Для предотвращения разрушения липидного бислоя в состоянии стресса в клетке и выработалась система стабилизации. Во-первых, жирнокислотные радикалы, входящие в соотав молекулы природного фосфолипида, как правило, различаются по насыщенности один радикал представлен насыщенной жирной кислотой, второй — ненасыщенной. Это обеспечивает жидкостное состояние липидного бислоя во всем диапазоне физиологических температур, поскольку область фазового перехода таких липидов находится ниже О °С. Во-вторых, в большинстве мембран содержится холестерин, который, как известно, резко расширяет температурный диапазон фазового перехода, а при его эквимолярном содержании в количестве по отношению к фосфолипидам — даже исключает такой переход. В-третьих, образованию насыщенных продуктов в результате перекисного окисления препятствует набор мембранных антиоксидантов. И, наконец, специальные ферменты — фосфолипазы — способны полностью изменить фосфолипидный портрет мембраны, модифицируя как жирнокиолотные радикалы (фосфолипаза А), так и полярные головки (фосфолипаза Д). Совершенно очевидно, что нарушение какого-либо из указанных элементов этой системы стабилизации может разрушить биологическую мембрану, что может привести клетку в состояние патологии. [c.36]

В расслабленной мышце (состояние покоя) мембрана волокна электрически поляризована. В фазном мышечном волокне в состоянии покоя разность потенциалов между внешней и внутренней сторонами мембраны составляет 70-90 мв (со знаком минус на внутренней стороне). При этом концентрация ионов Са в саркоплазме не превышает 10 М. Приход нервного импульса вызывает сброс ацетилхолина из нервного окончания в синаптическую ш ель, что приводит к изменению проницаемости мембраны. В фазных волокнах это дает начало волне деполяризации (так называемый потенциал действия), распространяюш ейся по сарколемме вдоль мышечного волокна. В области триад возбуждение передается на мембрану саркоплазматического ретикулума и вызывает повышение ее проницаемости, что приводит к выходу из пузырьков ретикулума (главным образом, из терминальных цистерн) содержа-ш ихся в них ионов кальция. При этом концентрация кальция в цитоплазме мышечной клетки (саркоплазме) возрастает приблизительно до 10 М. Вышедший кальций диффундирует в миофибриллы, где, присоединяясь к регуляторным белкам ак-томиозиновой системы, включает взаимодействие актина и миозина и, тем самым, процесс сокраш ения. Наряду с процессом выброса кальция, представляюш им собой [c.227]

Харольд и Альтендорф 16] указывают, что хороший индикатор AiJ) должен быстро диффундировать через мембрану... быть полностью диссоциированным при физиологических значениях pH, не нарушать процессов метаболизма и не подвергаться транслокации системами биологического транспорта . Этим требованиям может удовлетворять К" в клетках, обработанных 1—10 мкМ валиномицином с целью сделать мембрану проницаемой для этого иона. Поскольку мембранный потенциал у бактериальных клеток обычно составляет около 180 мВ с отрицательным полюсом внутри, концентрация калия в цитоплазме клеток, обработанных валиномицином, примерно в 20 раз больше, чем в суспендирующей среде. Концентрацию калия можно определить с помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии, пламенной фотометрии или — менее точно — ионселективного электрода (разд. 16.2.2). Поглощение К+ измеряют методом занимаемого объема (или используют одну из его модификаций), а концентрацию вычисляют, исходя из [c.457]

Начиная с прорастания семян, растение претерпевает сериЮ онтогенетических изменений, каждое из которых находится под избирательным контролем различных участков его генетического аппарата. Индукцией и реорессией определенных генов могут управлять растительные гормоны, но мы все еще не понимаем природу главной контролирующей системы, которая программирует индукцию и репрессию специфической генетической активности. Даже в зрелых, полностью дифференцированных клетках имеется полный набор генов, содержащих всю инфор-мацию, необходимую для образования целого растения. Этог потенциал можно выявить, если определенные зрелые клетки выращивать в культуре тканей, где они в результате стимуляции дедифференцируются, вновь начинают делиться и в конце концов дают начало целому новому растению. Эксперимент такого типа показывает, что созревание и старение клеток не являются результатом утраты генетического материала. Скорее всего они, по-видимому, обусловлены рядом изменений в динамике синтеза клеточных белков (или по крайней мере коррелируют с такими изменениями). Следовательно, старение клетки— это результат изменившейся относительной активности различных генов, что приводит к синтезу недостаточного количества мРНК, необходимой для поддержания тех функций, которые важны для целостности клетки, и в то же время разрешает синтез избыточного количества разнообразных гидролитических ферментов, таких, как нуклеазы и протеазы. Зачастую старение сопровождается также изменением проницаемости мембран. [c.317]