Специфическая проницаемость внутренней мембраны

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]

Основная рабочая часть митохондрии-это матрикс и окружающая его внутренняя мембрана. Среди специфических особенностей внутренней мембраны следует отметить необычно высокое содержание в ней кардиолипина— фосфолипида, составляющего более 10% всех ее липидов. Полагают, что именно этим обусловлена необычайно малая проницаемость внутренней мембраны для ионов. В состав этой мембраны входят также различные транспортные белки, избирательно пропускающие внутрь ряд небольших молекул, метаболизируемых ферментами, которые находятся в матриксе. В частности, матрикс содержит ферменты, превращающие пируват и жирные кислоты в ацетил-СоА и затем окисляющие последний в цикле лимонной кислоты. Главные конечные продукты этого окисления-двуокись углерода (СО 2), выходящая из клетки, и NADH, который служит основным источником электронов при переносе их по дыхательной цепи (так называют цепь переноса электронов в митохондриях). Ферменты этой цепи встроены во внутреннюю митохондриальную мембрану и важны для всего процесса окислительного фосфорилирования, происходящего в митохондриях и дающего большую часть АТР в животных клетках. [c.10]

Хлоропласты зеленых растений, в которых находится пигмент хлорофилл, имеют весьма сложное строение. Они одеты двойной мембраной. В их содержимом — строме — имеется хорошо развитая система мембранных дисков (тилакоидов), которые могут быть собраны в стопки, именуемые гранами. На мембранах тилакоидов или в этих мембранах локализованы пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза, переносчики электронов (цитохромы, пластоцианин, пластохинон, ферредо-ксин) и фермент АТРаза таким образом, здесь могут протекать процессы, характерные для фотосинтеза, — зависящие от света окислительно-восстановительные реакции и синтез АТР. Фиксация СО2 и ее превращение в сахара в результате биосинтетических реакций протекают в строме, где находится соответствующий набор ферментов. Внутренняя мембрана хлоропластов имеет ограниченную проницаемость для метаболитов и, подобно внутренней мембране митохондрий, снабжена специфической транспортной системой, регулирующей перенос веществ внутрь Стромы и из нее. [c.93]

Специфическая проницаемость внутренней мембраны [c.247]

Внешняя и внутренняя мембраны сильно различаются по составу, свойствам и функциям. Внешняя мембрана свободно проницаема для молекул с молекулярной массой примерно до 5000, в то время как проницаемость внутренней мембраны ограничена и избирательна она определяется наличием специфических транспортных систем. Вследствие этого химический состав межмембранного пространства мало отличается от состава цитозоля, тогда как у матрикса он существенно иной. [c.228]

Внутренняя мембрана митохондрий обладает специфической проницаемостью для различных катионов и анионов. Это свойство делает митохондрии удобной моделью для изучения переноса веществ через биологические мембраны. Изолированные митохондрии содержат значительные количества катионов и анионов, причем количественно преобладает катион калия. При инкубации митохондрий в бескалиевой среде с помощью специального электрода удобно изучать основные закономерности переноса заряженной частицы через мембрану. [c.442]

Перенос ионов через ионные каналы представляет собой вариант облегченной диффузии. Для ионизированных атомов и молекул гидрофобный слой мембраны трудно преодолим. Трансмембранный перенос ряда ионов (Са , Na , К , С1) происходит через ионные каналы. Ионные каналы представляют собой олигомерные белковые структуры, пронизывающие мембрану от наружной до внутренней поверхности и образующие трансмембранный гидрофильный (заполненный водой) канал, проходимый для определенных ионов (рис. 7.13, в). Избирательность каналов к ионам определяется наличием в белках канала специфического центра связывания иона. Проницаемость таких каналов в большинстве случаев регулируется они могут быть или закрыты, или открыты (см. ниже). Сигналом для изменения состояния канала может быть гормон или иная сигнальная молекула, для которой данный канал имеет центр связывания. Есть каналы, реагирующие на изменение трансмембранного потенциала. [c.208]

Не все биомембраны могут превращать одну форму энергии в другую. Некоторые из них не обладают энергетическими функциями. Таковы, в частности, внешние мембраны митохондрий и грам-отрицательных бактерий. В обеих названных мембранах содержится особый белок—порин, образующий в них довольно большие поры, проницаемые для низкомолекулярных соединений. Внешние мембраны митохондрий и бактерий служат барьером, не проницаемым для белков, растворенных в пространстве между внешней и внутренней мембранами. Кроме того, внешние мембраны содержат некоторые якорные белки, специфически связывающие наподобие рецепторов определенные компоненты цитозоля (в случае митохондрий) или внешней среды (в случае бактерий). Некоторые из рецептор-подобных белков были идентифицированы с поринами. [c.13]

Внутренняя мембрана 20-25% всех белков составляют ферменты цепей переноса протонов и электронов и окислительного фосфорилирования. Проницаема лишь для малых молекул (О2, мочевина) и содержит специфические трансмембранные переносчики. [c.115]

Изучение проницаемости внутренней мембраны митохондрий для ионов Са + привело к представлению о существовании в митохондриях специфической транспортной системы. Ее активность ингибируется низкими концентрациями рутениевого красного, катионов семейства лантапидов и гексаминокобальта. Транспорт Са + специфически ингибируется антителами на митохондриальный гликопротеин, который может быть легко экстрагирован из митохондрий с помощью осмотического щока в присутствии ЭДТА. Иммунологические данные не оставляют сомнений в участии этого гликопротеина (м. м. 33 000 Да) в связывании и (или) переносе Са + через мембрану. Система транспорта Са + в митохондриях катализирует также зависимое от энергии поглощение других двухвалентных катионов, но ее специфичность па- [c.453]

Протопласт снаружи и изнутри ограничен мембранами — плазмалеммой и тонопластом плазмалемма отделяет его от клеточной стенки, а тонопласт — от вакуоли. В электронном микроскопе (при увеличении в миллион раз и более) эти мембраны, соответствующим образом окрашенные, выглядят как две темные полосы, расположенные на расстоянии 6—10 нм друг от друга ( рис. 2.3). В протопласте имеются также различные тельца, так называемые органеллы. Среди них прежде всего бросаются в глаза одно крупное ядро и многочисленные более мелкие митохондрии и хлоропласты (рис. 2.3 и 2.4). У каждой из органелл есть свои функции. Эти функции осуществляются в уникальной внутренней среде, создаваемой избирательной проницаемостью и другими специфическими свойствами мембран, окружающих органеллу и отделяющих ее от всего остального протопласта. Избирательная проницаемость означает, что различные вещества проникают сквозь данную мембрану с разными скоростями, в основном по причине разной их растворимости в отдельных компонентах мембраны. Кроме того, в [c.25]

Митохондрии обычно имеют форму цилиндра с закругленными концами длиной 1—4 мкм и диаметром 0,3 —0,7 мкм. Они состоят из внещней и внутренней мембран, которые различаются по составу, свойствам и функциям. Внешняя мембрана легко проницаема для молекул с молекулярной массой до 5000, в то время как проницаемость внутренней мембраны строго ограничена и избирательна, что определяется наличием специфических транспортных систем. Надолю ферментовдыхательной цепи приходится 30—40 % всех белков внутренней мембраны. Дыхательную цепь нередко называют редокс-цепъю (окислительно-восстановительная [c.321]

Эти липидные бислои не очень проницаемы для различных молекул. Тем не менее, чтобы происходил метаболизм и рост клетки, такие молекулы, как сахара и аминокислоты, должны проникать в клетку. Специфический транспорт этого типа выполняется белками, которые находятся внутри бислойной мембраны. Белки выполняют роль переносчика, и этот тип транспорта может быть определен как транспорт с переносчиком. Клеточные мембраны состоят из двух основных компонентов липидного бислоя, который является основой, и белков, выполняющих специфические транспортные функции. Некоторые из белков локализованы на поверхности бислоя (поверхностные белки), в то время как другие белки (внутренние белки) полностью пронизывают липидный бислой. Внутренние белки играют особенно важную роль в транспортных функциях. [c.80]

Как уже говорилось в гл. 6, разность потенциалов между внутренней и наружной сторонами плазматической мембраны - мембранный потенциал - зависит от распределения электрического заряда (разд. 6.4.15). Заряд переносят через мембрану нервной клетки малые неорганические ионы, главным образом Ка К СГ и Са , которые проходят через липидный бислой по специфическим ионоселективным каналам, образуемым специальными трансмембранными белками (разд. 6.4.14). При открытии и закрытии ионных каналов распределение заряда изменяется и происходит сдвиг мембранного потенциала. Таким образом, передача сигналов нервными клетками зависит от каналов с регулируемой проницаемостью. [c.295]

Рассмотрим процессы, происходящие при уравнивании концентрации ионов К+ во вне- и внутримитохондриальном пространстве (рис. 53). Внутренняя мембрана митохондрий плохо проницаема для К" . Поэтому если митохондрии с высоким содержанием калия в матриксе поместить в бескалиевую среду, то калий в окружающей среде практически не появляется. Специфическую проницаемость мембраны для К можно индуцировать антибиотиком валиномицином, представляющим собой циклический депсипептид с выраженными гидрофобными свойствами и способным к комплексообразованию с К+. Добавление к ми- [c.442]

Мембрана хлоропластов непроницаема для меченого декст-рапа, но, как было установлено, при помощи фильтрации центрифугированием, через нее легко проходят все испытанные соединения сравнительно низкой молекулярной массы. Опыты с использованием меченой сахарозы позволили обнаружить корреляцию между степенью проницаемости для этих соединений и объемом между двумя мембранами оболочки, который в гипертонической среде увеличивается (разд. 8.10). Таким образом, это проницаемое для сахарозы пространство можно рассматривать как межмембранное (рис. 8.9,Б), причем из двух мембран, ограничивающих его, специфической проницаемостью обладает только внутренняя мембрана. Селективность проницаемости этой мембраны на редкость удивительна так, иапример, транспорт ортофосфата через мембрану хлоропластов шпината осуществляется с очеиь большой скоростью, в то время как пирофосфат почти не проходит через нее (рис. 8.15, 8.17 и 8.21), а О-глюкоза проникает в 25 раз быстрее, чем L-глюкoзa. [c.247]

Обратимся теперь к биологическим мембранам, которые представляют собой высокоорганизованные структуры, построенные главным образом из белков и липидов. Мембраны играют жизненно важную роль. Они отделяют клетки от окружающей среды, тем самым обусловливая их индивидуальность. Однако мембраны-это отнюдь не глухая преграда, а барьер с высокоизбира-тельной проницаемостью, в котором имеются специфические молекулярные насосы и каналы. Эти транспортные системы регулируют молекулярный и ионный состав внутриклеточной среды. В клетках эукариот имеются еще и внутренние мембраны, отграничивающие органеллы, например митохондрии, хлоропласты, лизосомы. Функциональная специализация в процессе эволюции была тесно связана с формированием таких обособленных внутриклеточных участков, называемых обычно компартмен-тами, или отсеками. [c.199]

Функциональное назначение эндогенных осцилляций в специфических клетках в одних случаях сводится к регуляции активности самой клетки, генерирующей ритм (например, автоматия миоцита гладкой мышцы), в других -обеспечивается сигнал для управления активностью соседних клеток (сердечный пейсмекер). Обычно выделяют цитоплазматические осцилляции, которые генерируются вследствие нестабильности в метаболических путях, и мембранные колебания, связанные с ритмическими изменениями проницаемости мембраны или с периодической активностью электрогенных иасосов. Мембранный и цитоплазматический осцилляторы могут сосуществовать и взаимодействовать в одной клетке, причем связь между ними, вероятнее всего, осуществляется с помощью кальция, так как виутриклеточный уровень кальция в равной мере зависит как от проницаемости мембраны, так и от внутренних метаболических процессов (Berridge, 1975). [c.91]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология