Мембраны биологические плазматические

Синапсы — это область функциональных контактов между плазматическими мембранами нейронов. Вещества, влияющие на нервную активность, такие, как эндогенные нейромедиаторы или многочисленные экзогенные лекарственные препараты (например, местные анестетики, нейротоксины), действуют на уровне мембраны. Биологические или патологические изменения в нервной системе часто возникают как следствие изменений нейрональных мембран. Следовательно, в описание основ нейрохимии нужно обязательно включать сведения об образовании и свойствах биологических мембран. В гл. 2 и 3 рассматривается строение молекул веществ, входящих в состав мембран, описываются модели мембран, а также функционирование и [c.26]

Все биологические мембраны, включая плазматическую мембран и внутренние мембраны эукариотических клеток, имеют общие структурные особенности они представляют собой ансамбли липидных и белковых молекул, удерживаемых вместе с помощью нековалентных взаимодействий. Благодаря этим взаимодействиям поддерживается структурная целостность мембран Однако сами по себе клеточные мембраны являются подвижными, текучими структурами и большинство входящих в их состав молекул способны перемещаться в плоскости мембраны. Как показано на рис. 6-1, липидные молекулы образуют непрерывный двойной слой толщиной около 5 нм. Липидный бислой - это основная структура мембраны, которая и создает относительно непроницаемый барьер для большинства водорастворимых молекул. Белковые молекулы как бы растворены в липидном бислое. С их помощью выполняются разнообразные функции мембраны. Одни мембранные белки обеспечивают транспорт молекул внутрь клетки или из нее, другие являются ферментами и катализируют ассоциированные с мембраной реакции. Еще один класс белков осуществляет структурную связь плазматической мембраны с цитоскелетом, с одной стороны, и(или) с внеклеточным матриксом либо с соседней клеткой - с другой. Отдельную группу составляют белки, выполняющие роль рецепторов для получения и преобразования химических сигналов из окружающей среды. Как и следовало ожидать, мембраны асимметричны оба их слоя различаются по липидному и белковому составу, что отражает, по-видимому, функциональные различия их поверхностей. [c.349]

Развитие радиоизотопных методов позволило получить точные количественные данные о скоростях обновления в организмах биологически активных соединений. Было показано, что клетка много раз обновляет свой состав за время своего существования. Особенно интересно, что скорость замены той или иной составной части макроструктуры (например, мембраны) зависит от химической природы этой части и скорости переноса ее от места синтеза к месту функционирования высокая степень кинетической согласованности обеспечивает сохранение всей макроструктуры. Время полужизни ядерных белков около 120 ч, белков плазматической мембраны —50, фосфолипидов — от 15 до 80, холестерина от 24 до 140, цитохрома (65) —около 100 ч и т. д. [c.347]

Биоэнергетические процессы, приводящие к синтезу АТФ, к зарядке биологических аккумуляторов , протекают в мембранах митохондрий. В них локализованы и пространственно организованы молекулярные системы, ответственные за энергетику живых организмов. Синтез АТФ в митохондриях сопряжен с электронным и ионным транспортом и с механохимическими явлениями. Функции митохондриальных мембран весьма сложны и многообразны. Другой тип биоэнергетических сопрягающих мембран — мембраны хлоропластов растений, ответственные за фотосинтез,— рассматривается в гл. 14. У бактерий сопряжение реализуется в плазматических мембранах. [c.423]

Рис.3.46. Модель плазматической мембраны. В биологической мембране, которая в основном построена из фосфолипидов и холестерола, протеины и гликолипиды встраиваются в мембрану и могут свободно диффундировать в плоскости. Остатки олигосахаридов в основном располагаются на внешней стороне мембраны [3.49].

Вероятно, только жидким характером биологических мембран можно объяснить их поведение при изучении с помощью микроманипулятора [53, 54]. Потоки жидкости и диффузия в плоскости плазматической мембраны непосредственно наблюдаются в микроскопе. Текучесть мембран оказывается необходимой и при образовании свободных везикул путем захлопывания мембранных фрагментов. Такой процесс возникает, когда сторонние материалы захватываются в углубления клеточных мембран, которые затем отделяются, образуя вакуоли (эндоцитоз и пиноцитоз [55]). Беннет [56], исследуя электронные микрофотографии пиноцитоза, подтвердил существование потоков жидкости в мембранах. [c.282]

Основными структурными элементами биологических мембран являются липиды и белки, полисахариды принадлежат к числу второстепенных компонентов [306]. Отдельные биологические мембраны характеризуются различным отношением белок липид. Как правило, содержание липидов в мембранных препаратах составляет 20—40%, например в плазматических мембранах — 35—40%, в митохондриальных мембранах сердца млекопитающих — 27—29%. Необычно высоко содержание липидов в миелине (80% сухой массы) [307]. [c.373]

Одной из них стало введение свободной ДНК, называемой также векторной ДНК или просто вектором, в протопласты — растительные клетки без стенок (оболочек). Их удаляют, помещая эксплантаты в раствор ферментов из низших грибов. Дело в том, что клеточная стенка — серьезное препятствие для ДНК. В протопластах же единственной защитой остается плазматическая мембрана. Обычно ДНК внедряют в протопласты, используя полиэти-ленгликоль (плотный органический полимер, проникающий сквозь мембрану) или электрический пробой, при котором мембрану протыкает импульс напряжения. Эти процедуры не связаны с биологическими взаимодействиями и пригодны для любых клеток. Но получить полноценное растение из изолированных протопластов нелегко лишенная стенки клетка с трудом ее восстанавливает. К тому же регенерировать целое растение из изолированной клетки гораздо сложнее, чем из клетки или клеток в составе [c.103]

Подтверждением того, что комплексообразование калия с ферментами и субстратами играет важную роль в транспорте ионов, является образование комплексов этих катионов с антибиотиком валиномицином. Уже давно известно, что антибиотики, подобные валиномицину, вызывают транспорт ионов калия в митохондрии. Валиномицин образует прочный комплекс с ионами калия, в то время как ион натрия связывается этим антибиотиком в очень незначительной степени. Вследствие этого валиномицин можно рассматривать как биологическую модель переносчика ионов калия через плазматические мембраны в клетку. [c.239]

Несмотря на то что каждому типу мембран присущи определенные липидные и белковые компоненты, основные структурные и функциональные особенности, обсуждаемые в этой главе, характерны как для внутриклеточных, так и для плазматических мембран. Прежде всего нам хотелось бы рассмотреть структуру и организацию главных компонентов всех биологических мембран - липидов, белков и углеводов. Затем мы обсудим механизмы, используемые клетками для транспорта малых молекул через плазматическую мембрану, а также способы поглощения и выделения клетками макромолекул и крупных частиц. В последующих главах будут проанализированы некоторые дополнительные функции плазматической мембраны роль в клеточной адгезии (гл. 14) и в сигнальных функциях (гл. 12). [c.349]

Биологические мембраны состоят из непрерывного двойного слоя липидных молекул с погруженными в него различными белками. Липидный бислой представляет собой жидкость, в которой отдельные молекулы липидов способны быстро диффундировать в пределах своего монослоя, но чрезвычайно редко спонтанно перемещаются из одного монослоя в другой. Мембранные липиды - амфипатические молекулы и в водной среде самопроизвольно образуют бислой. Эти бислой самоорганизуются в закрытые компартменты, которые способны самопроизвольно восстанавливаться при повреждениях. В плазматической мембране имеются три основных класса липидных молекул - фосфолипиды, холестерол и гликолипиды, причем составы внутреннего и наружного монослоев отличаются друг от друга Разный липидный состав характерен как для плазматических мембран различных типов клеток так и для разных мембран одной и той же эукариотической клетки. Функциональное значение различных компонентов разных мембран в большинстве случаев остается неизвестным. [c.359]

В заключение нужно отметить, что лазерная техника нашла широкое применение в голографии и микроскопии. С помощью голографической интерференционной микроскопии биологических объектов и прежде всего клеток Г. Р. Иваницким с сотр. не только получено их объемное изображение, но и зарегистрированы быстрые изменения рельефа поверхности клетки (микрорельеф плазматической мембраны) и ее структур как в ходе [c.364]

Если плазматическая мембрана относительно непроницаема, то как попадают в клетку большинство молекул Чем обусловлена селективность их переноса Ответы на эти вопросы очень существенны для прояснения способов адаптаций клеток к постоянно меняющимся условиям внешней среды. У многоклеточных организмов должны иметься также средства коммуникации между соседними и отдаленными друг от друга клетками, что позволяло бы им координировать весь комплекс биологических процессов. Сигналы могут поступать к мембране и передаваться ею или же генерироваться в виде некой последовательности каких-то взаимодействий между [c.137]

Одно из самых значительных достижений рентгеноструктурного анализа белков последних лет, которое не может не повлиять на дальнейшее развитие биологии и становление ее новой области -молекулярной биологии клетки, состоит в начавшейся расшифровке трехмерных структур первых мембранных белков. Перед обсуждением полученных здесь результатов целесообразно кратко сообщить о том, что было известно об этих белках до исследования их с помощью рентгеновской дифракции. Если основные структурные особенности биологических мембран определяются молекулами липидного бислоя, то специфические функции мембран выполняются главным образом белками. Они ответственны за процессы превращения энергии, выступают в качестве рецепторов и ферментов, образуют каналы активного и пассивного транспорта молекул и ионов различных веществ через мембраны, охраняют организм от проникновения чужеродных антигенов и стимулируют иммунный ответ клеточного типа. В обычной плазматической мембране белок составляет около 50% ее массы. Однако в некоторых мембранах, например во внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов, его содержание поднимается до 75%, а в других, например миелиновой мембране, снижается до 25%. Многие мембранные белки пронизывают липидный бислой насквозь и контактируют с водной средой по обеим сторонам мембраны. Молекулы этих белков, называемых трансмембранными, как и окружающие их молекулы липидов, обладают амфипатическими свойствами, поскольку содержат гидрофобные участки, взаимодействующие внутри бислоя с гидрофобными хвостами липидов, и гидрофильные участки, обращенные к воде с обеих сторон мембраны. Другая группа мембранных белков соприкасается с водой только с одной стороны бислоя [234, 235]. Одни из них погружены только во внешний или во внутренний слой мембраны, другие ассоциированы за счет невалентных взаимодействий с трансмембранными белками, третьи прикреплены к мембране с помощью ковалентно связанных с ними цепей жирных кислот, внедренных в липидный слой. [c.56]

В клетке происходит непрерывный синтез компонентов мембран, сборка элементов мембран и целых мембранных структур. В клетках печени теплокровных животных полупериод жизни плазматической мембраны составляет 2—3 дня, внешней мембраны митохондрий — 5—6 дней, внутренней — 8—10 дней. Наиболее быстро обновляются мембраны эндоплазматического ретикулума печени — полупериод их жизни составляет всего 1—2 дня. Биогенез биологических мембран является наиболее существенным моментом развития, и дифференциация клеток в первую очередь связана с изменением их мембранных структур. [c.172]

По структуре и функции биологические мембраны (а именно плазматические или клеточные) сильно отличаются от синтетических мембран. Краткое введение в область биологических мембран будет дано здесь, во-первых, для демонстрации существенных различий между этими классами мембран и, во-вторых, потому что быстро растет интерес к так называемым синтетическим биологическим мембранам. Для тех, кто больше интересуется этой областью, может быть рекомендован ряд отличных книг и статей (см., например, [10]). [c.79]

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]

Изучение биологических мембран показало, что одни белки прочно связаны с мембраной, другие легко отделяются при обработке водно-солевым раствором. Первые из них называют внутренними, вторые — наружными белками. Среди внутренних есть белки, которые пронизывают насквозь мембрану, их часто называют интегральными. Белки, выделенные из различных областей плазматической мембраны, также характеризуются определенными различиями. [c.29]

Описанные модели носят общий характер, и основанием для них послужили данные, полученные на мембранах самой различной природы, что нельзя считать правомерным. Проверка унитарной модели мембран, а также другие многочисленные экспериментальные данные показали, что биологические мембраны очень сильно отличаются как по химическому составу, так и по форме, размерам, структурной организации и биологическим функциям. Поэтому целесообразно моделировать мембраны соответственно их функциям (например, мембраны плазматические, митохондриальные, ядерные и т. п.), с последующей экспериментальной проверкой именно этих конкретных моделей. [c.38]

Трехслойная структура наблюдалась на фиксированных срезах многих биологических мембран. Основываясь на этом морфологическом сходстве, Дж. Д. Робертсон в 1959 г. предположил, что все клеточные мембраны — как плазматические, так и внутриклеточные — построены по единому принципу, и высказал концепцию унитарной (или единообразной) мембраны. В целом модель, предложенная Дж. Д. Робертсоном в 1960 г. (рис. 314), во многом сходна с классической моделью Дж. Даниелли основу мембраны составляет липидный бислой, а ее нелипидные компоненты (прежде всего бе.юк) в полностью развернутой конформации лежат на поверхности бислоя, связываясь с липидами электростатически и за счет гидрофобных взаимодействий. Однако в модели Робертсона нашла отражение еще одна важная структурная особенность мембраны — ее асимметрия. [c.582]

По своей химической природе рецепторы почти всех биологически активных веществ оказались гликопротеинами, причем узнающий домен (участок) рецептора направлен в сторону межклеточного пространства, в то время как участок, ответственный за сопряжение рецептора с эффекторной системой (с ферментом, в частности), находится внутри (в толще) плазматической мембраны. Общим свойством всех рецепторов является их высокая специфичность по отношению к одному определенному гормону (с константой сродства от 0,1 до 10 нМ). Известно также, что сопряжение рецептора с эффекторными системами осуществляется через так называемый С-белок, функция которого заключается в обеспечении многократного проведения гормонального сигнала на уровне плазматической мемб- [c.289]

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

Синтез. Биологический синтез. Образование адренокортикотропина стимулируется пептидным фактором гипоталамуса кортиколиберином, который воздействует на рецепторы плазматической мембраны гипофиза в присутствии ионов Са" . Передача сигнала на синтез АКТГ осуществляется через аде-нилатциклазную систему и цАМФ. Глюкокортикоиды по принципу обратной связи могут тормозить синтез АКТГ на уровне как гипофиза, так и гипоталамуса, кроме того, сам адренокортикотропин способен подавлять образование кортиколиберина. АКТГ синтезируется в виде прогормона с дополнительной аминокислотной последовательностью, которая удаляется посредством экзо-протеиназ с образованием активного гормона. [c.145]

Взаимодействие гормонов с рецепторами. Для реализации биологического действия гормона необходимо узнавание его клеткой-мишенью, т. е. наличие у иее структур, специфически связывающих данный гормон. Компонент клетки, узнающий гормон и передающий информацию о взаимодействии с ним, называют рецептором. Рецепторы должны обладать большим сродством к гормону (константы ассоциации для большинства гормон-рецепторных взаимодействий составляют величины порядка 10 —Ю М а само взаимодействие должно осуществляться быстро и высокоспеци-фнчно. Кроме того, поскольку белковые гор С оны ие способны свободно пересекать клеточную мембрану, их рецепторы должны быть компонентами плазматической мембраны клеток, локализованными на ее внешней поверхности. Наконец, при связывании гормона рецептор должен обеспечить передачу гормонального сигнала клетке. [c.239]

Фотодинамические эффекты наблюдаются и при облучении биологических систем видимым светом без добавленных сенсибилизаторов. Недавно такой эффект подробно исследован на дрожжевых клетках. На основании изучения спектра действия фотоинактивации клеток, обнаружившего близкое сходство со спектром поглощения порфирина, выделенного из плазматических мембран дрожжей, сделано заключение, что этот пигмент выполняет роль эндогенного фотосенсибилизатора. Показано также, что основным инициатором фотодеструктивных реакций, приводящих к нарушению барьерной функции плазматических мембран, является фотогенерируемый порфирином. Как установлено в экспериментах с изолированными плазматическими мембранами, фотосенсибилизированное изменение их проницаемости обусловлено главным образом процессом перекисного фотоокисления липидов. На основании зарегистрированного методом ЭПР ограничения подвижности спинового зонда (5-доксилпальмитат) сделан вывод о том, что перекисное фотоокисление липидов сопровождается увеличением вязкости мембраны. [c.456]

Первые сведения о том, что молекулы липидов в биологической мембране образуют бислой, были получены в ходе простых, но элегантных экспериментов, выполненных в 1925 год) Было показано, что липиды из мембран эритроцитов, экстрагированные ацетоном, всплывают на поверхность воды, образуя пленку. Площадь пленки уменьшали с помощью подвижного барьера до тех пор, пока не формировался сплошной мономолекулярный слой. При этом оказалось, что площадь мопослоя примерно в два раза больше первоначальной площади поверхности клеток. Поскольку единственной мембраной эритроцитов является плазматическая мембрана, экспериментаторы заключили, что молекулы липидов в ней должны быть организованы в виде непрерывного бислоя. Это заключение имело глубокое влияние на всю клеточную биологию. В настоящее время наличие липидного бислоя в клеточных мембранах доказано и более тонкими методами. Например, с помощью рентгеноструктурного анализа было продемонстрировано существование липидных бислоев в высокоорганизованных складках клеточных мембран, которые формируют изолирующую миелиповую оболочку, окружающую нервные клетки (см. разд. 19.2.4). О том, что все биологические мембраны содержат липидные бислой- убедительно свидетельствуют и данные электронно-микроскопических исследований при изучении образцов, приготовленных методом замораживания скалывания, оказалось, что все клеточные мембраны могут быть механически расщеплены как раз между двумя липидными монослоями (см. разд. 6.2.6). Самопроизвольное формирование бислоя является особым свойством молекул липидов, которое реализуется даже вне клетки. [c.350]

Хотя основные структурные особенности биологической мембраны определяются свойствами липидного бислоя, большинство их специфических функций осуществляется белками. Вот почему типы белков и их количества в мембране сильно варьируют в миелиновой мембране, которая служит преимуществеппо для изоляции аксонов. Белки составляют менее 25% массы мембраны, а в мембранах, связанных с процессами превращения энергии (например, во впутреппих мембранах митохондрий и хлоропластов) па их долю приходится около 75% массы мембраны. В обычной плазматической мембране количество белков равно приблизительно половине ее массы, г е. значение этого показателя средпее между указанными выше крайними величинами. Поскольку размер липидной молекулы весьма мал по сравнению с размерами молекулы белка, можно сделать вывод, что в мембране всегда содержится значительно больше молекул липидов, чем белков. Например, если белки составляют 50% массы мембраны, то на одну молекулу белка приходится приблизительно 50 липидных молекул. [c.360]

Значительным щагом вперед в понимании структуры и функции мембран следует считать осознание того, что биологические мембраны -это двумерные жидкости. Однако ясно, что представление о мембране как о липидном море, в котором свободно плавают белки, оказалось сильно упрощенным. Многие клетки обладают способностью удерживать мембранные белки в специфических доменах в непрерывном липидном бислое. Например, в эпителиальных клетках, выстилающих кишечник или почечные канальцы, некоторые ферменты плазматической мембраны и транспортные белки располагаются только на апикальной поверхности клеток, тогда как другие - только на базальной и латеральной (рис. 6-36). Такое асимметричное распределение мембранных белков существенно для функционирования эпителия (мы обсудим )то позже, см. разд. 6.4.11). Липидный состав этих двух мембранных доменов также различен, что указывает на то, что эпителиальные клетки могут ограничивать диффузию между доменами как молекул белка, так и молекул липидов (хотя эксперименты с мечеными молекулами липидов наводят на мысль, что это справедливо лишь для липидных молекул внешнего монослоя мембраны). Такое пространственное разделение белков и липидов, по-видимому, поддерживается (по крайней мере частично) благо- [c.375]

Как мы уже знаем, биологические мембраны чрезвычайно асимметричны наружный и внутренний монослои различаются как по липидному составу, так и по белковому. Такая же асимметрия наблюдается и в распределении углеводов углеводные цепи основной массы гликолипидов, гликопротеинов и нротеогликанов во внутренних и плазматических мембранах локализованы исключительно на той стороне мембраны, которая не контактирует с цитозолем. В плазматических мембранах остатки Сахаров выступают на внешнюю поверхность клетки, а во внутренних мембранах они обрашены внутрь ограничеппого мембраной комиартмента. Сушествуют два различных варианта присоединения олигосахаридов к мембранным глико протеинам они могут быть пришиты N-связью к остаткам аспарагина в полипептидной цепи или О-связью к остаткам серина или треонина. N-связанные олигосахариды обычно содержат около 12 Сахаров и строятся на основе общего ядра, состоящего из остатков маннозы. О-связанные олигосахариды, как правило, короче (длиной около 4 сахарных остатков). [c.377]

Клеточные мембраны, так же как и искусственные липидные бислои, способны пропускать воду и неполярные молекулы за счет простой физической диффузии. Олнако клеточные мембраны пропинаемы и для различных полярных молекул, таких, как сахара, аминокислоты, нуклеотиды и многие другие метаболиты, которые проходят через синтетические бислои чрезвычайно медленно. За перенос подобных растворенных веществ через клеточные мембраны ответственны специфические белки, называемые мембранными транспортными белками. Они обнаруживаются во всех типах биологических мембран и могут сильно отличаться друг от друга. Каждый конкретный белок предназначен для определенного класса молекул (например, неорганических ионов, Сахаров или аминокислот), а нередко лищь какой-то разновидности молекул из этих классов. Специфичность транспортных белков была впервые показана, когда обнаружилось, что мутации в олном-единственном гене приводят к исчезновению у бактерий способности гранспортировать определенные сахара через плазматическую мембрану. Аналогичные мутации теперь известны и у людей, страдающих различными наследственными болезнями, при которых нарушается транспорт тех или иных веществ в почках или кишечнике. Например, у индивидуумов с наследственной болезнью цистинурией отсутствует способность транспортировать определенные аминокислоты (включая цистин - связанный дисульфидной связью димер цистеина) из мочи или кишечника в кровь. В результате происходит накопление цистина в моче, что приводит к образованию цистиновых камней в почках. [c.381]

Устойчивый эндосимбиоз, в котором хозяином был бы прокариот, до сих пор не обнаружен. Существует единственная устойчивая ассоциация, включающая двух прокариотических партнеров — это эктосимбиоз... Непроницаемость плазматической мембраны прокариотов для любого объекта размерами больше молекулы эффективно исключает возможность приобретения эндосимбионтов. Это свойство, несомненно, является фундаментальным биологическим различием между прокариотами и эукариотами . Именно эту черту Стэниер избрал как исходный пункт для объяснения возникновения эукариотов. Не могла ли предковая прокариотическая клетка выдвинуться на место хозяина для эндосимбионтов, приспособившись к эндоцитозу и даже к поглощению целых бактерий Затем отбор между возникающими эукариотами способствовал бы совершенствованию эффективности эндоцитоза, т. е. хищничества. [c.199]

Эти белки могут быть адресованы внутренней поверхности плазматической мембраны благодаря миристинилированию аминоконцевой части их а --последовательности. Основной недостаток описанного подхода, свойственный любой системе, в которой осуществляется экспрессия составного белка, — вероятная лабильность и(или) низкая биологическая активность экспрессируемого продукта. [c.284]

Для бактерий описаны как одно-, так и многоударные кривые летального действия. Мишени для фотодинамического удара в значительной мере определяются избирательностью накопления и сорбции красителей в различных структурах клетки. Например, акридиновые красители преимущественно концентрируются на хромосомах и вызывают их разрывы. Порфирины эффективно накапливаются в лизосомах и также повреждают их. Существенный вклад в фотосенсибилизированное повреждение клеток вносят и биологические мембраны. Еще в 1908 г. Спайксом был описан сенсибилизированный гематопор-фирином или хлорофиллом гемолиз эритроцитов. К настоящему времени фотодинамическое повреждение мембран, проявляющееся в нарушении их структуры и функции (проницаемость, активность ферментов), продемонстрировано в большом числе опытов. В частности, показана фотодинамическая деполяризация нервных и мышечных волокон, нарушение барьеров проницаемости мембран лизосом с их разрывом и выходом гидролитических ферментов, выход ионов К+ через плазматические мембраны клеток, разобщение дыхания и фосфорилирования в изолированных митохондриях. [c.349]

Можно считать, что элементарной биологической единицей, способной самостоятельно существовать при отсутствии других живых организмов, является клетка. Она отделена от окружающей среды цитоплазматической (плазматической) мембраной, которая обеспечивает постоянство внутреннего состава клетки вне зависимости от изменений окружающей среды. Иначе говоря, она обеспечивает многие (но не все) механизмы саморегуляции клетки. Как известно, биологические мембраны состоят из фосфолипидов, образующих липидный бислой, и белков, встроенных в этот бислой. Иногда их называют интегральными белками. Механическая прочность таких мембран невелика и не может обеспечить защиту клетки от внешних механических повреждений. У простейших микроорганизмов (бактерий) дополнительную защитную роль играет внешняя клеточная стенка, основными компонентами которой являются пеп-тидогликаны. Клетки высших организмов не имеют жесткой клеточной стенки, но их плазматическая мембрана окружена внешней оболочкой (так называемым экстрацеллюлярным матриксом, или гликокаликсом), который состоит главным образом из кислых полисахаридов и гликопротеинов. [c.105]

Более 60 лет назад Дж. Бернал (1969) предлагал рассматривать отдельные внутриклеточные структуры как жидкие кристаллы. Наиболее очевидный пример глубокой аналогии между жидкими кристаллами и биологической структурой — липидный бислой плазматической мембраны (Браун, Уолкен, 1982). [c.111]

Несмотря на то что проникающие крнопротекторы, как правило, обеспечивают более эффективную защиту биологических структур при вымораживании воды, чем непроникающне, их применение зачастую наталкивается на ряд серьезных трудностей, связанных с возвращением к четок в изотоническую среду. Следует также заметить, что высокая проницаемость криопротектора через плазматическую мембрану отнюдь не подразумевает столь же высокую его проницаемость через мембраны органелл, которые могут повреждаться в результате повышения концентрации криопротектора в клетке. [c.30]

В биологическом плане это явление представляет собой несколько высокоорганизованных и сложных клеточных обменных процессов, эффективно нарушающих функцию сохранения жиров клеткой. Хотя ншросодержащие клетки остаются жизнеспособными после пассажа культуры в течение 7 и более дней, эти клетки по способны к последующему делению вне зависимости от присутствия сыворотки, что свидетельствует об окончательной дифференцировке. Заманчиво предположить, что это является в конечном счете последствием нарушения процессов, связанных с клеточной поверхностью. Вероятно, что взаимодействие клеток и адгезивного субстрата на уровне плазматической мембраны облегчается при отсутствии экзогенного белка, адсорбртрованного на поверхности. Значительная модифика- [c.167]

Классифицируя мембраны по их основным функциям, следует отметить их большое разнообразие и по таким признакам, как происхождение и структура. Принято рассматривать в отдельности плазматические мембраны, ядерные мембраны, мембраны миелино-вых оболочек, мембраны вирусов и бактерий, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, мембраны митохондрий, возбудимые мембраны и др. Основные функции мембран реализуются в этих структурах со специфическими особенностями. Исследование обширного круга вопросов по структуре и функции различных биологических мембран составляет предмет нового направления биологической науки — мембранологии, которая интенсивно развивается в последние десятилетия. В предлагаемой книге основное внимание уделено транспортной функции плазматических мембран и, в частности, кинетическому исследованию мембранных транспортных ферментов. [c.8]

Мембранные компоненты химически не инертны. Они сами подвержены метаболическим превращениям под действием окислительных ферментов, низкомолекулярных катализаторов, протеаз, фосфолипаз, гликозилтрансфераз и др. Явления эндо- и экзоцитоза, изменение вязкости и сопротивления электрическому току плазматической мембраны во время генерации потенциала действия, движения (а может быть, и перераспределения) заряженных групп в период воротного тока, обмен и движение компонентов, изменение сорбционных свойств мембраны, набухание примембранных слоев, изменение плотности упаковки липидов и толщины мембраны в зависимости от физиологического состояния клетки свидетельствуют о том, что биологические мембраны являются весьма подвижными образованиями. Они обладают высокой текучестью своих компонентов, а также (что не исключено) целых мембранных локусов, движением молекул в монослоях, обменной диффузией молекул между монослоями и движением монослоев относительно друг друга. [c.72]

Не вдаваясь в детальный анализ литературных данных, можно сделать выводы. 1. На искусственных липидных мембранах установлены основные закономерности протекания фузогенного процесса "и изучены факторы, способствующие реализации последнего (табл. 4). 2. Процесс интеграции фрагментов клеточных мембран и мембранных белков с БЛМ характеризуется рядом особенностей и может осуществляться несколькими способами (рис. 33). Особого внимания, на наш взгляд, заслуживают схемы (рис. 33, д, е) реконструкции фрагментов биологических мембран без их предварительной солюбилизации. Таким путем нам удалось реконструировать на БЛМ калий-про-водящую структуру плазматической мембраны неисчерчен-ной мышечной ткани (рис. 34). [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология