Транспорт веществ регуляция

Белки играют ключевую роль почти во всех биологических процессах. Все ферменты, катализаторы химических реакций в биологических системах, являются белками. Следовательно, белки определяют ход биологических превращений в клетках. Белки участвуют в осуществлении множества других функций,-таких, например, как транспорт веществ и их накопление, координированные движения, механическая опора, иммунологическая защита, возбудимость, регуляция роста и дифференцировка. [c.42]

Регуляция транспорта веществ и качества урожая. Вопросы гормональной регуляции транспорта веществ в растениях пока мало исследованы. Ясно, что в управлении этим процессом участвуют во взаимодействии ауксины, гиббереллины и цитокинины. [c.359]

На уровне организма и клетки рассматривают транспорт вещества в клетку и его перенос между частями организма, метаболизм и биохимические превращения ксенобиотика, секрецию продуктов трансформации из организма в окружающую среду эффекты токсичности загрязняющих веществ, особенности генетического ответа, регуляции и обмена информацией при действии чужеродного вещества на живую клетку. [c.250]

Роль мембран в транспортной функции заключается в сопряжении и регуляции потоков энергии, вызывающих и сопровождающих процессы транспорта. Если транспорт сопровождается уменьшением свободной энергии, он протекает самопроизвольно и называется пассивным. Перенос веществ через мембрану, связанный с увеличением парциальной свободной энергии, называется активным. Различие видов переноса иллюстрирует рис. 37. [c.99]

Функция необходимых бактериям ионов металлов заключается в том, что они служат активаторами или кофакторами многих ферментов [145]. Кроме того, неорганические ионы (в основном Na+ и К" ) участвуют в транспорте веществ через клеточные мембраны [155] и в регуляции синтеза белка [131]. Они являются также компонентами белковых комплексов, играющих важную роль в метаболизме бактерий, например, железо входит [c.201]

Биохимические изменения, которые мы будем описывать, большей частью адаптивны на уровне основных метаболических функций и поэтому макроскопически не проявляются. Поясним это на примере явных макроскопических признаков двух видов рыб, один из которых обитает в Южном Ледовитом океане, а другой — в теплых тропических морях. По своим поведенческим, анатомическим и физиологическим особенностям оба вида могут показаться очень сходными. Они вполне сравнимы по гидродинамическим свойствам, по способности плавать, по таким функциям, как обмен веществ, транспорт газов, осморегуляция и т. д. Выше биохимического уровня мы можем не найти особых оснований рассматривать один вид как адаптированный к полярным условиям, а другой — к условиям тропиков. И только тогда, когда мы начинаем вскрывать биохимические механизмы обоих видов, мы обнаруживаем важное обстоятельство способность этих видов осуществлять одни и те же основные функции с почти одинаковой интенсивностью в крайне различных условиях обитания зависит от глубоких биохимических различий— каждый вид проявляет на этом уровне специфическую адаптацию к соответствующей среде. Именно биохимическая адаптация к различным условиям среды и позволяет обоим видам сохранять столь большое внешнее сходство. Таким образом, регуляция на химическом уровне, которую можно выявить лишь косвенным путем, способна устранить необходимость явных различий на более высоких уровнях биологической организации. [c.12]

В традиционных для учебников физиологии растений главах книги, в которых обсуждаются строение клетки, фотосинтез, дыхание и общий метаболизм, транспорт веществ, водообмен и минеральное питание, дана характеристика функциональной и структурной организации всех этих процессов с учетом новейших данных и представлений. Особое внимание обращено на непрерывность энергетического и метаболического взаимодействий между различными органеллами и целыми клетками, а также на симпластный и апопластный транспорт веществ. Восемь нз 16 глав книги посвящены вопросам регуляции жизнедеятельности растения как единого целого с помощью его гормональной системы и света. В этих главах обсуждаются различные аспекты роста растений, тропизмы, быстрые движения, фотопериодизм, ритмы, состояние покоя и старение. Большое внимание авторы уделяют регуляторному действию света на эти процессы. Свет — его интенсивность, спектральный состав и периодичность— рассматривается как необходимое условие, определяющее рост и всю жизнедеятельность растения. Много места в книге отводится применению регуляторов роста и пестицидов. Оценивая влияние на растения экзогенных физиологически активных веществ, авторы на примерах объясняют, что наблюдаемое иногда неблагоприятное действие этих веществ или полное [c.6]

Весьма вероятно, что реакции фосфорилирования— дефосфорилирования играют роль в регуляции таких процессов, как мышечное сокращение, секреция, транспорт веществ через мембраны, передача нервных импульсов и сенсорное восприятие, рост и дифференци-ровка, индукция синтеза белков и их деградация. Исследования соответствующих регуляторных механизмов осложняются отсутствием достаточно полных данных о молекулярной природе самих процессов. Однако важная роль сАМР-ПК была показана в ряде случаев, например при регуляции адреналином сокращений сердечной мышцы. [c.93]

Н -помпа так же важна для жизнедеятельности растительных клеток, как и Na -помпа у животных. Она участвует в таких важнейших процессах (рис. 1.3), как регуляция внутриклеточного pH, создание мембранного потенциала, запасание и трансформация энергии, мембранный и дальний транспорт веществ, поглощение минеральных солей корнями, рост и двигательная активность и др. При активации Н -помпы мембранный электрохимический потенциал ионов Н (АДн ) возрастает и это возрастание включает в себя увеличение его электрического (А Р) и химического (АрН) компонентов [c.16]

Регуляция процессов активного транспорта, обеспечивающего поступление подавляющего большинства необходимых прокариотам веществ, происходит на уровне синтеза переносчика и его функционирования. Биосинтез белковых компонентов многих транспортных систем регулируется по типу индукции. Глюкоза, транспортная система которой у большинства прокариот конститутивна, подавляет образование транспортных систем других сахаров и ряда органических кислот путем катаболитной репрессии. Исключение составляют некоторые облигатно аэробные прокариоты, у которых транспорт органических кислот конститутивен, а индуцируемой является транспортная система глюкозы. Избыток субстрата в среде может репрессировать синтез соответствующей транспортной системы. Это особенно характерно для аминокислот. В этом случае регуляция транспорта координирована с регуляцией их последующего метаболизма. Обнаружена также регуляция транспорта по типу отрицательной обратной связи, когда субстрат, [c.124]

Физиология минерального питания включает исследования значения структурных особенностей тканей и отдельных клеток проводящей системы корня, стебля и листа, обеспечивающих поток ионов и молекул в отдельную клетку и весь растительный организм движущих сил ионного и молекулярного транспорта, его регуляции на основе знаний физиологии и биохимии проводящих систем растения. Важный раздел физиологии минерального питания занимается изучением зависимостей между потоком питательных веществ, климатическими и почвенными факторами. [c.149]

Регуляция скорости поступления метаболитов в клетку. Лишь немногие вещества, подобно воде, свободно проникают мембраны посредством простой диффузии. На перенос веществ через мембрану влияют процессы двух типов. Концентрация многих растворимых метаболитов с низкой молекулярной массой выше в клетках, чем во внеклеточной крови или лимфе. Поэтому поступление таких метаболитов в клетки требует их переноса против концентрационного градиента. Активный транспорт, стало быть, представляет собой процесс с положительной ДС, для протекания которого требуется энергия в виде АТР. В других случаях перемещаемый материал движется внутрь по концентрационному градиенту, т. е. ДС отрицательна. Однако возможность такого пассивного транспорта обычно обусловлена специфическими механизмами мембраны (см. ниже). Эти транспортные системы не только обеспечивают постоянство внутриклеточного состава, но и принимают участие в процессах транспорта веществ через мембраны внутриклеточных органелл, например митохондрий (гл. 12). Ниже обсуждаются специфические аспекты транспортных процессов. [c.362]

Прослеживая этапы развития физиологии растений, можно видеть, что физиологические функции, которые столетие назад только описывались, в настоящее время детально изучены на биохимическом и молекулярном уровнях роль органоидов, энергетика, ассимиляция СО2, многие участки обмена веществ, механизмы регуляции и наследственности. Близки к разрешению такие процессы, как фотохимические реакции фотосинтеза, механизмы транспорта веществ. В то же время в современной физиологии наряду с молекулярно-биохимическим подходом все более возрастает интерес к растительному организму как целостной системе со всеми ее внутренними и внешними взаимосвязями. Поэтому в предлагаемый читателю учебник включена - глава Систе.мы регуляции и интеграции у растений , которая предшествует обсуждению механизмов, лежащих в основе различных сторон функциональной активности растений. Наряду с традиционными разделами (фотосинтез, дыхание, водный режим, минеральное питание и др.) в учебник введена глава по гетеротрофному способу питания растений, так как незеленые ткани и органы, а при отсутствии света клетки всех частей растения питаются гетеротрофно. В отдельные главы выделены описания таких физиологических функций, как секреция, дальний транспорт веществ, половое и вегетативное размножение, движение. Рост и развитие растений рассматриваются на клеточном уровне (гл. 10) и на уровне целого организма (гл. 11 и 12). В этих процессах ведущую роль играет взаимодействие клеток между собой. [c.8]

Одной из основных функций мембран является регуляция поступления различных веществ в клетку и их выведения в окружающую среду, т.е. осуществление мембранного транспорта. С этим связано и взаимодействие клеток с окружающей средой, и межклеточное взаимодействие, перенос и превращение энергии, работа рецепторов и органов чувств, передача нервных импульсов и работа центральной нервной системы у высших организмов. [c.108]

Функции системы активного транспорта поддержание постоянства концентраций метаболитов независимо от колебаний содержания их во внешней среде, стабильное поддержание оптимальных концентраций неорганических ионов как кофакторов ферментативных реакций и для активирования других процессов, извлечение из окружающей среды необходимых веществ даже при низкой их концентрации, регуляция метаболизма [c.268]

Всякая живая клетка окружена мембраной, которая служит для защиты и регуляции внутриклеточной среды. Вещества проходят через мембраны по двум основным механизмам путем обычной диффузии (пассивный транспорт) и энергетически активированного переноса (активный транспорт). [c.64]

Транспорт питательных веществ из клеткн в клетку Б. Регуляция передачи сигналов [c.112]

С точки зрения мембранологии, одной из главных функций мембран является компартментализация клетки. Учитывая то, что биологические мембраны представляют собой бимолекулярный слой липидов, последним принадлежит одна из главных функций мембран липиды одновременно являются барьером для проникновения веществ и сами участвуют в их трансмембранном движении. Обеспечивая избирательный транспорт веществ, липиды участвуют в регуляции метаболизма клетки, в процессах передачи информации и хранения энергии, выступают в роли матрицы, обеспечивающей соответствующую конформацию мембранных белков и их микроокружение. [c.275]

Изучение свойств бислоев служит основой для понимания строения биологических мембран. У биологической мембраны в бислой обычно погружены белковые молекулы. Это могут быть ферменты или рецепторы, специфичные для определенных молекул некоторые из них могут играть роль в активном транспорте или в регуляции проницаемости мембраны для отдельных веществ. Функционирование этих белков зависит от структурных и динамических свойств бислоев, описанных в настоящей главе. Более подробно структура и функции биологических мембран рассмотрены в гл. 4. [c.480]

Мембранная регуляция осуществляется благодаря сдвигам в мембранном транспорте, связыванию или освобождению ферментов и регуляторных белков и путем изменения активности мембранных ферментов. Все рассмотренные в гл. 1 функции мембран — транспортная, осмотическая, энергетическая и др. — одновременно являются и различными сторонами (механизма регуляции внутриклеточного обмена веществ. Причем особое значение во всех этих механизмах имеет система мембранных хемо-, фото- и механорецепторов, позволяющих клетке оценивать качественные и количественные изменения во внешней и внутренней среде и в соответствии с этим изменять свойства мембран. [c.36]

Липиды в биологических мембранах выполняют множество функций. Они не просто образуют барьер проницаемости для различных веществ, но и сами принимают участие в транспорте. Липиды играют фундаментальную роль в регуляции метаболизма клетки, в передаче информации, передаче и хранении энергии, являясь одновременно строительным материалом мембран, и определяют активность мембранно-связанных ферментов, обеспечивают их вектор-ность. Так, аденилатциклаза и рецепторный участок гормона образуют векторную систему. Векторными ферментами являются N3+, К+ — АТФ-аза плазматической мембраны и Са + — АТФ-аза саркоплазматического ретикулума они полностью теряют активность при удалении липидов. Это свидетельствует о создании определенного гидрофобного окружения активных центров ферментов. Фосфолипиды, особенно кардиолипин, играют важную роль в окислительном фосфорилировании. [c.27]

Мономерные фосфорилированные нуклеозиды играют важнейшую роль в метаболизме и биоэнергетике, в регуляции жизнедеятельности на молекулярном уровне. Это яркое свидетельство химического единства живой природы (с. 24), разнообразного использований кйётками одних и тех же веществ. Среди нуклео-зидов особенно существен аденозин. На рис. 2.6 изображена структура аденозин-5 -моно-, ди- и трифосфата (АМФ, АДФ, АТФ). АТФ является главным аккумулятором химической энергии в клетке. Эта энергия выделяется при гидролитическом отщеплении 7-фосфата в реакции АТФАДФ + Фв (Фв—фосфорная кислота Н3РО4). Энергия АТФ расходуется на все нужды клетки для биосинтеза белка, для активного транспорта веществ через мембраны, для производства механической и электриче- [c.40]

На проницаемость мембраны могут влиять различные факторы. Так, инсулин повышает проницаемость плазматической мембраны мышечных клеток для глюкозы, стимулируя транспорт глюкозы из крови и межклеточных пространств внутрь клеток скелетной и сердечной мышцы и жировой ткани. При интенсивном течении процессов окислительного фосфорилирования, приводящих к накоплению больших количеств АТФ, внутри митохондрий происходит взаимодействие АТФ с актомиозинподобным белком мембран, сопровождающееся конформационными изменениями белка. А это в свою очередь приводит к сокращению митохондриальных мембран и уменьшению их проницаемости, т. е. к снижению скорости транспорта веществ через мембрану митохондрий. С уменьшением концентрации АТФ внутри митохондрий проницаемость мембран увеличивается. По-видимому, митохондриальная мембрана участвует в регуляции энергетического обмена клетки. [c.439]

Регуляция роста стебля. Рост растения — комплексный биологический процесс, складывающийся из процессов деления и растяжения клеток, обеспечиваемых дыханием, фотосинтезом, транспортом веществ в растении, поступлением воды и минерального питания. Применение любого фиторегулятора так или иначе влияет на рост. [c.357]

К факторам внутренней регуляции фотосинтеза целого растения откосятся также эпигенетические и морфообразовательные процессы атррагирующих центров с большим фондом активных генов и новообразования структур или направленный синтез запасных веществ. Фитогормоны и ингибиторы оказывают действие на ближний и дальний транспорт ассимилятов. [c.204]

Все системы межклеточной регуляции — трофическая, гормональная, электрофизиологическая — тесно взаимосвязаны между собой. Например, ИУК индуцирует сдвиги в величине электропотенциала, а это в свою очередь оказывает влияние на транспорт вещества. Каждая из этих систем действует на клетки через системы внутриклеточной регуляции, т. е. изменяя функциональную активность ферментов и мембран, влияя на интенсивность и направленность синтеза нуклеиновых кислот и белков. Таким образом создается единая иерархическая система регуляции, определяющая взаимодействие всех частей растения. [c.51]

Таким образом, в процессе регуляции роста растений каждый из фитогормонов проявляет специфические свойства. Ауксин, например, усиливает дифференцировку стебля растущего побега и подавляет рост боковых почек. Гиббереллин вызывает растяжение междоузлий стебля, индуцирует стрелкование розеточных растений, изменяет форму листьев. Кинетин, задерживая старение листьев, обладает мобилизующим действием на транспорт питательных и гормональных веществ, а также, будучи нанесенным на растение, индуцирует рост боковых почек (Dostal, 1971). [c.96]

Накопление веществ и регуляция pH в клетке, вращение флагелл в отсутствие О2 и света Транспорт веществ в митохондрии в отсутствие О2 Секреция Н+ [c.124]

Клеточный уровень регуляции. К регуляторным процессам на уровне клетки относятся ядерно-цитоплазменные отношения посттранскрипционная и посттрансляционная модификация макромолекул транспорт веществ через мембраны субклеточных частиц и мембраны эндоплазматической сети макромоле-кулярные (белок-белковые, белково-нуклеиновые, углеводно-белковые и липид-белковые) взаимодействия и др. Все они носят фундаментальный характер в регуляции обмена веществ. [c.477]

Изучению процесса транспорта веществ уделяется все большее внимание в мембра-нологии. В конечном итоге поступление метаболитов внутрь субклеточных частиц и компартментов клетки, равно как и вьгаос их оттуда самым непосредственным образом, сказывается на скорости биохимических превращений. Конечно, проблема пространственного разобщения обменных реакций в клетке не сводится только к созданию градиентов концентрации метаболитов. Сейчас привлечено внимание к существованию связанных с субклеточными частицами ферментов, причем в этом случае их активность значительно возрастает ( адсорбционный механизм регуляции ферментов, сопровождаемый эстафетной передачей промежуточных продуктов каталитического процесса). [c.480]

Цитоплазматическая мембрана является трехслойной структурой и окружает наружную часть цитоплазмы бактерий. По структуре она похожа на цитоплазматическую мембрану клеток животных состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов со встроенными поверхностными и интефальны-ми белками, как бы пронизываюш.ими насквозь структуру мембраны. Некоторые из них являются пермеазами, участвующими в транспорте веществ. Цитоплазматическая мембрана является динамической структурой с подвижными компонентами, поэтому ее представляют как мобильную, текучую структуру. Она участвует в регуляции осмотического давления, транспорте веществ и энергетическом метаболизме клетки (за счет ферментов цепи переноса электронов, АТФ-азы и др.). [c.25]

Одним из важнейших образований симпатической нервной системы является верхний шейный симпатический ганглий, иннервирующий отдельные участки головного мозга, в том числе гипоталамическую область, гипофиз и ножки мозга. Исследованиями Тонких (1963, 1964, 1965) показано существование взаимозависимости в деятельности шейных симпатических нервов, надпочечных желез и задней доли гипофиза. Естественно, малейшие отклонения в нормальном функционировании отдельных звеньев указанной системы должны сопровождаться соответствующими нарушениями в тонкой нейро-гуморальной регуляции метаболических процессов как в самом головном мозгу, его сосудистой системе, так и во многих других периферических органах и системах. Роль симпатической нервной системы в регуляции барьерной функции организма изучена весьма поверхностно нет конкретных указаний относительно характера ее регулирующего влияния на процессы проникновения веществ из кровяного русла в головной мозг и в обратном направлении. Вопрос, в частности, касается ФЛ, содержание которых в нервной ткани, как известно, составляет примерно /4 часть ее сухого веса. В связи с этим проблема транспорта ФЛ приобретает особый смысл, тем более в свете вышеупомянутой концепции Крепса, акцентирующей важность постоянства в качественном и количественном наборе ФЛ в головном мозгу. Изучение особенностей регулирующего влияния симпатической нервной системы на процессы транспорта ФЛ в ЦНС представляет большой интерес еще и потому, что это влияние особенно значительно в вышеуказанных отделах головного мозга, отличающихся наибольшей степенью проницаемости гематоэнцефалического барьера. [c.93]

Все наши современные представления о свойствах тонопла-ста основываются, во-первых, на результатах ультраструктур-ных исследований и, во-вторых, на выявлении различий в составе вакуоли и цитоплазмы. Попытки выделить тонопласт иэ прочих мембранных фракций не имели успеха вплоть до недавнего времени, когда наконец удалось разработать методику отделения интактных вакуолей от остального клеточного содержимого (рис. 2.26). Первый этап этой процедуры сводится к получению сферических протопластов путем ферментативного переваривания клеточных стенок в высококонцентрированном растворе какого-нибудь осмотически активного вещества. Затем протопласты переносят в менее концентрированную (гипотоническую) среду. Здесь они поглощают воду, набухают и в конце концов разрываются, высвобождая вакуоли. После этого дифференциальным центрифугированием отделяют вакуоли от органелл и от инкубационной среды. Первые же анализы таких изолированных вакуолей показали, что в тонопласте сосредоточены ферменты, регулирующие транспорт солей, В настоящее время во многих лабораториях проводятся дополнительные эксперименты, цель которых состоит в том, чтобы определить характеристики проницаемости и ферментный состав тоноплас-та такого рода сведения значительно расширили бы наши представления о роли тонопласта в регуляции клеточного метаболизма. [c.60]

Повыщение способности биоактивных макромолекул проникать сквозь клеточные мембраны составляет одну из важных задач современной биотехнологии и медицины. Трудности, связанные с преодолением мембранного барьера клеток, ограничивают возможности направленного транспорта лекарств, генетической трансформации клеток, регуляции внутриклеточных процессов экзогенными белковыми факторами (Марьянович, Поляков, 1991). Одним из подходов к преодолению подобных трудностей является комплексообразование биологически активных веществ с полимера- [c.152]

Процессы эндо- н экзоцитоза объединяет общность механизмов межмембранного взаимодействия, слипания и слияния мембран. Рассмотрение на мембранном уровне процессов эндо- и экзоцитоза закономерно приводит ко многим глобальным закономерностям функциональной биохимии мембран контейнерный транспорт разнообразных веществ внутри клетки от центра к периферии и обратно обновление рециклизация) мембран и нх компонентов (например, рецепторов) межклеточный обмен информационными макромолекулами особенности синтеза секре-тируемых белков и пути их встраивания в мембрану функционирование сократительных белков цитоскелета и многие другие проблемы. Изучение механизмов и регуляции эндо- и экзоцитоза является перспективным направлением в мембранологии, уже сейчас имеющим практическую значимость для медицины. [c.6]

Поры в плазматической мембране, возможно, возникают или начинают функционировать, когда концентрация того или иного соединения в клетке достигает определенного значения. Они могут быть важной частью системы регуляции метаболизма. Вместе с тем клетка стремится предотвратить потерю ценных питательных веществ. Как уже отмечалось, этой цели служат связывающие белки и другие компоненты систем активного транспорта, которые возвращают метаболиты в клетку, т. е. осуществляют их реаккумуляцию. [c.64]

Для нормального функционирования организма должна осуществляться точная регуляция потока метаболитов по анаболическим и катаболическим путям. Все сопутствующие химические процессы должны протекать сО скоростями, отвечающими требованиям организма как целого в условиях окружающей среды. Генерация АТР, синтез макромолекул, транспорт, секреция, реабсорбция в почечных канальцах должны чутко реагировать на самые небольшие изменения в окружении, в котором находится клетка, орган, животное. Эти процессы должны быть скоординированы и отвечать на изменения во внешней среде (например, на поступление питательных веществ или их удаление), а также на периодически происходящие внутриклеточные события (например, репликацию ДНК). До недавнего времени детали регуляции на молекулярном уровне изучались только на бактериях у этих организ- [c.99]

Подавляющее большинство биологически активных веществ (гормонов, нейромедиаторов, ядов, токсинов, лекарственных препаратов или любых других агентов) действует на функциональную или метаболическую активность клеток по одному из трех путей 1) изменение компартментализации веществ в клетке или в клеточном ансамбле 2) усиление или ослабление каталитической активности ферментов, что достигается чаще всего их модификацией 3) изменение концентрации ферментов в клетке путем воздействия на их синтез или деградацию (см. главу 1). Первый механизм регуляции осуществляется главным образом путем изменения проницаемости биологических мембран для нонов, коферментов или метаболитов. Потенциал действия, возникаю-" щий под влиянием ацетилхолина или катехоламинов (при связывании с а-адренергическими рецепторами), вызывается входом Са2+ и Ма+ и последующим выходом К+ из клетки. Поступление Са " " в клетку стимулируют также ангиотензин и простагландинь группы Р, а проницаемость мембран почек для Ыа+ и воды находится под контролем альдостерона и антидиуретического гормона. Транспорт в клетку сахаров и аминокислот усиливают инсулин и соматомедины. [c.160]