Мембраны внутриклеточные

У всех фотосинтезирующих организмов, включая высшие растения, фотосинтез протекает в мембранных структурах. У пурпурных бактерий поглощающие свет пигменты (бактериальные хлорофиллы и каротины) встроены в мембраны, которые представляют собой складки наружной клеточной мембраны. Эти участки имеют характерную структуру и называются хроматофорами. Они состоят из соединяющихся между собой полых пузырьков, параллельно расположенных трубочек или параллельных пластинок (ламелл) диаметр всей структуры — 50—100 нм. У зеленых бактерий пигменты выстилают внутриклеточные пузырьки. В настоящее время фотосинтезирующие бактерии обитают только в серных источниках и глубоких озерах, но когда-то они были, вероятно, распространены гораздо более широко и являлись единственными фотосинтезирующими организмами на Земле. [c.25]

Все эти примеры служат иллюстрацией пассивного, но стереоселективного переноса, когда органические модельные системы осуществляют асимметричное узнавание. Однако можно провести аналогию между этими результатами и процессом опосредованного переноса через биологические мембраны. Все липидные мембраны практически непроницаемы для внутриклеточных белков и высокозаряженных органических и неорганических ионов, находящихся с обеих сторон мембраны. Диффузия Na+ через клеточную мембрану из клетки и К+ в клетку происходит в направлении отрицательного градиента химического потенциала и называется пассивным переносом. Пассивный перенос ионов через мембраны может быть вызван ионофорами [см. разд. 5.1.3]. К счастью, концентрации катионов по обе стороны мембраны различные, и такое состояние поддерживается активным переносом, который зависит от метаболической энергии. Механизм этого процесса известен под названием натриевый насос, функция которого сводится к поддержанию высокой внутриклеточной концентрации К+ и низкой концентрации Na+. Кальций, по-внднмому, также активно выводится из клеток. В этих случаях энергия для переноса обеспечивается за счет гидролиза АТР. Однако диффузия сахаров и аминокислот к важнейшим клеточным объектам — пример простого опосредованного пассивного переноса. [c.282]

Важное значение в узнавании инсулина, образовании инсулин-рецепторного комплекса, который изменяет конфигурацию мембраны, усиливает транспорт веществ и передает сигнал внутрь клетки, принадлежит сиаловой кислоте. Предполагают, что рецептор инсулина в жировой клетке локализуется только на поверхности мембраны. Внутриклеточные мембраны его не содержат. Большое значение в передаче информации от инсулин-рецепторного комплекса принадлежит, по-видимому, аденилатциклазе, [c.276]

Наружные мембраны клеток отличаются от внутренних по липидному составу (последние почти не содержат стеринов, имеют соотношение ФХ/ФЭ > 1) и обладают специфическим набором ферментов и рецепторов. Как правило, белки плазматических мембран со стороны внеклеточной среды обильно гликозилированы. Внутриклеточные мембраны содержат мало гликопротеинов и гликолипидов и характеризуются меньшей микровязкостью. Благодаря этому они могут образовывать органеллы малого размера. Мембранные белки выполняют различные специфические функции рецепторные, транспортные, ферментативные, энергопреобразующие и т.д. (см. далее). [c.303]

Кальмодулин локализован главным образом в цитоплазме, а также ассоциирован с различными клеточными структурами, микротрубочками и мембранами, включая постсинаптические мембраны. Внутриклеточное распределение КМ регулируется циклическими нуклеотидами. Так, цАМФ-зависимый транспорт Са " " через клеточные мембраны может изменять сродство КМ к мембранной и цитоплазматической фракциям клетки. [c.350]

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]

Б. Неправильно. Мембраны внутриклеточных компартментов селективно (избирательно) проницаемы (не непроницаемы). Избирательная проницаемость обеспечивается за счет транспортных белков, которыми определяется химическое своеобразие каждого компартмента. [c.362]

Некоторые из этих путей включают реакции, сопровождающиеся выделением энергии, запасаемой в виде АТР, большая часть которой используется в дальнейшем для энергетического обеспечения восстановительных процессов биосинтеза. В ходе этих восстановительных процессов образуются менее реакционноспособные гидрофобные липидные групировки и боковые цепи аминокислот, которые так необходимы для сборки нерастворимых внутриклеточных структур. Структурная организация природных олигомерных белков, мембран, микротрубочек и волокон является результатом агрегации, обусловленной сочетанием гидрофобных взаимодействий, электростатических сил и водородных связей. Главный результат метаболизма состоит в синтезе сложных молекул, которые весьма специфическим образом самопроизвольно взаимодействуют друг с другом, образуя требуемые для организма структуры— богатые липидами цитоплазматические мембраны, регулирующие вместе с внедренными в них белками поступление веществ в клетки. [c.502]

Как происходит высвобождение нейромедиатора Путем изучения миниатюрных потенциалов концевых пластинок удалось установить, что высвобождение медиатора идет квантами , т. е. путем полного опорожнения каждого отдельного пузырька. Миниатюрные потенциалы представляют собой флуктуации постсинаптического потенциала, наблюдаемые при слабой стимуляции пресинаптического нейрона. Эти флуктуации соответствуют случайному высвобождению медиатора из отдельных синаптических пузырьков [42]. В нормальных условиях под влиянием сильного импульса выделяется примерно 100—200 квантов медиатора — количество, достаточное для инициирования потенциала действия в постсинаптическом нейроне. Какие химические процессы стимулируют высвобождение нейромедиатора Видимо, деполяризация мембраны синаптических окончаний вызывает быстрый ток ионов кальция в клетку [43, 44]. Временное увеличение внутриклеточной концентрации Са + стимулирует слияние мембраны синаптических пузырьков с плазматической мембраной и таким образом запускает процесс высвобождения их содержимого. Для выброса содержимого одного пузырька требуется примерно четыре нона кальция. Синаптические пузырьки покрыты оболочкой, напоминающей по структуре решетку и образованной одним белком — клатрином (мол. вес. 180 000). Каково значение этой оболочки, пока еще неясно. [c.331]

Коэффициент активности кальция в сыворотке крови значительно ниже, чем в стандартном растворе равной ионной силы и концентрации, вследствие связывания большой части ионов этого элемента белком и образования недиссоциированных комплексов в растворе. В основном Са + связывают три аниона — бикарбонат, фосфат, цитрат. В физиологических растворах уменьшение активности Са + обусловлено в основном бикарбонатом. Распределение кальция во внеклеточной и внутриклеточной средах очень неоднородно. Во внеклеточной жидкости помимо ионизированного кальция имеется кальций, связанный белком и находящийся в виде хелатов. На внешней поверхности клетки кальций связан с функциональными группами мембраны и мукопротеинами — в общей сложности в этих компонентах сосредоточено около 90% общего кальция клетки. [c.496]

Полярные липиды, такие, как фосфолипиды и галактолипиды, как правило, образуют совместно с соединенными с ними белками липопротеиновые мембраны, которые окружают клетки или разграничивают внутриклеточные органеллы (рис. 7.1). [c.287]

Кондиционирование. Поскольку масло находится в вакуолях внутри клеток, то для облегчения вытекания масла может оказаться необходимой предварительная обработка, называемая кондиционированием (например, уменьшение толщины слоя для прохождения, снижение вязкости масла). При пропускании зерна между двумя сближенными гладкими вальцами семена расплющиваются и получаются хлопья толщиной менее 1 мм. Такая обработка, хотя и благоприятствующая току масла, видимо, не разрушает клеточные мембраны, что и было недавно подтверждено наблюдениями в электронном микроскопе [121]. Однако она должна разрывать внутриклеточные вакуоли, что облегчает работу пресса и выражается в маслянистости хлопьев. [c.377]

На внутриклеточном уровне большую роль в регулировании процессов метаболизма играют гормоны. Связывание гормонов с их рецепторами сходно с взаимодействием фермента и его субстрата. Важной, но не единственной группой рецепторов гормонов являются гликопротеины, расположенные в мембранах. Предполагают [3], что расположение рецепторов в мембранах должно быть таким, чтобы гормоны могли достичь рецепторов-мишеней путем двухмерной диффузии вдоль мембраны, а не с помощью менее эффективной трехмерной диффузии. [c.108]

Различная скорость проникновения аминокислот через мембраны клеток, установленная при помощи метода меченых атомов, свидетельствует о существовании в организме активной транспортной системы, обеспечивающей перенос аминокислот как через внешнюю плазматическую мембрану, так и через систему внутриклеточных мембран. Несмотря на тщательные исследования, проведенные в разных лабораториях, тонкие механизмы функционирования активной системы транспорта аминокислот пока не расшифрованы. Очевидно, таких систем существует несколько. В частности, А. Майстером предложена оригинальная схема транспорта нейтральных аминокислот через плазматическую мембрану, которая, по-видимому, активна в почечных канальцах, слизистой оболочке кишечника и ряде других тканей. Сущность этой гипотезы можно представить в виде схемы [c.430]

Модулируют физико-химические свойства, такие, как растворимость, вязкость, заряд и денатурируемость Осуществляют защиту от протеолиза внутри клетки и во внеклеточном пространстве Влияют на протеолитический процессинг белков-предшественников до продуктов меньщего размера Участвуют в биологической активности, например, хорионического гонадотропина Влияют на проникновение в мембраны, внутриклеточную миграцию, сортировку и секрецию Влияют на эмбриональное развитие и дифференцировку Могут влиять на выбор мест метастазирования раковых клеток [c.300]

Несмотря на значительный прогресс фундаментальной и прикладной науки в создании новых лекарственных препаратов и технологий их производства, в медицине остаются актуальные и нерешенные проблемы направленной доставки лекарства непосредственно в патологический очаг организма больного токсичности и побочного действия, продолжительности действия и устойчивости препарата в физиологических условиях. Установлено, что лекарственные препараты, применяемые в обычных формах, ограниченно и медленно преодолевают барьер клеточных биологических мембран многие препараты, после введения, довольно быстро подвергаются деструкции под воздействием различных защитных систем организма, что сводит к минимуму необходимый терапевтический эффект. Эти факторы нередко затрудняют или делают невозможным медицинское применение ряда высокоактивных соединений и препаратов на их основе. В настоящее время при поиске природных и синтетических органических веществ со специфической биологической активностью, необходимой для конструирования новых лекарственных средств, все большое внимание исследователей привлекают подходы, основанные на придании препаратам способности к биоспецифическому направленному транспорту через клеточные мембраны и концентрированию в клетках-мишенях. Один из таких подходов основан на использовании липидных везикул нанодиапазона, получивших название липосомы, в качестве средства для направленной внутриклеточной транспортировки лекарственных субстанций при этом существенно понижается токсичность препарата (в сравнении со степенью токсичности препарата в обычной форме). [c.10]

Качественная картина распространения потенциала действия по нерву хорошо известна из курса физиологии (рис. 64). Возбуждение нерва в каком-то участке (х = О на рис. 64) приводит к деполяризации нервной мембраны внутриклеточный потенциал увеличивается по сравнению с потенциалом покоя на некоторую величину V (при. V = О примем V = 1 о). Под действием разности потенциалов между участком в области возбуждения и соседним невозбужденным участком (с координатой х) в аксоплазме начинает протекать ток 1 . Это в свою очередь приводит к снижению потенциала на мембране на величину V, кото- рая зависит от х. Если деполяризация V в данной точке х окажется значительной (V > V,, порога возбуждения), произойдет возбуждение мембраны в этом месте й т. д. [c.169]

Высвобождение секрета из клеток может осуществляться в результате слияния мембраны внутриклеточных секреторных пузырьков с плазматической мембраной клетки. Такой процесс, называемый экзоцитозом, обеспечивает быстрое и одноразовое выделение секрета под действием стимула, например нейромедиаторов, гормонов, пищеварительных ферментов. В покоящейся клетке, где концентрация свободного Са + составляет около 0,1 мкМ, секреторные пузырьки иммобилизованы в цитоплазме. При повышении концентрации внутриклеточного Са + пузырьки движутся по направлению к плазмалемме, здесь происходит слипание поверхностей двух мембран, затем их слияние и образование поры, через которую секрет покидает клетку. После выделения секреторного продукта осуществляется отшнуровка части плазмалеммы эндоцитоз) с регенерацией мембранных пузырьков (Р. И. Глебов, 1987). [c.98]

Лецитин и другие фосфолипиды в водной фазе образуют двойной слой из обращенных наружу фосфорилхолиновых или других аналогично построенных фрагментов и направленных друг к другу гидрофобных областей (рис. 87). Такой слой получил название фосфолипидной мембраны. Фосфолипидные мембраны являются важнейшим структурным элементом живой материи —они отделяют содержимое клетки от окружающей водной фазы, ядро от цитоплазмы, создают многочисленные внутриклеточные перегородки. [c.314]

Оболочка клетки, эндоплазматическая сеть, тонкими каналами и полостями пронизывающая внутриклеточное пространство, митохондрии, рибосомы и другие замкнутые системы клетки — все это образовано мембранами. Еще не так давно был распространен взгляд, согласно которому мембраны состоят из параллельных слоев молекул белка и молекул жироподобных веществ — липи- [c.386]

Строение клетки определяется теми веществами, из которых образованы стенки (мембраны) клетки, представляющие ее каркас, и веществами, содержащимися внутри клеток. Углевод целлюлоза — важнейшая составная часть клеточных стенок растений. В организмах животных основными структурообразующими материалами являются белки. Кроме того, внутриклеточные вещества состоят в значительной мере из белков. Так, красная клетка крови граничена тонкой мембраной, внут- [c.383]

Внеклеточные (секретируемые) белки, а также мн. белки цитоплазматич. мембраны и разл. внутриклеточных ком-партментов (обособленных участков клетки) подвергаются гликозилированию, в результате к-рого образуются гликопротеины. Наиб, сложно организованы маннозосодержащие цепи, присоединенные к полипептидам К-гликозидной связью. Начальная стадия формирования таких цепей протекает котраисляционно по схеме [c.103]

Известно неск. механизмов, по к-рым активированные Р.б. запускают биохим. процессы в клетке. Напр., при взаимод. ацетилхолина с никотиновым холинорецептором (чувствителен не только к ацетялхолину, но также и к никотину), локализованным в постсинаптич, мембране, открывается Na-канал. Увеличение внутриклеточного содержания Na приводит к деполяризации мембраны, что обусловливает передачу нервного импуЛьса. [c.262]

Антибактериальные свойства пенициллинов и цефалоспорииов вытекают из их способности ингибировать ферменты, ответственные за конечную стадию биосинтеза бактериальной клеточной стенки. Бактериальная клеточная стенка представляет собой макромолекулярную сетку, полностью окружающую клетку и обеспечивающую ее структурную целостность. В присутствии пенициллинов и цефалоспорииов нарушается тонкий контроль деятельности расщепляющих и синтезирующих ферментов, необходимый для правильного роста клеточной стенки растущих бактерий. Возникающая в таких условиях клеточная стенка становится дефектной и не может обеспечить защиту хрупкой мембраны цитоплазмы от внешнего осмотического давления. При этом внутриклеточная жидкость прорывается сквозь мембрану цитоплазмы и организм погибает [19, 20]. [c.339]

Мембраны выполняют в клетке большое число функций. Наиболее очевидной из них является разделение внутриклеточного пространства на компартменты. Плазматические мембраны, например, ограничивают содержимое клетки, а митохондриальные — отделяют митохондриальные ферменты и метаболиты от цитоплазматических. Полупроницае-мость мембран и позволяет им регулировать проникновение внутрь клеток и клеточных органелл как ионов, так и незаряженных соединений. Проникновение многих из них внутрь клетки осуществляется против градиента концентрации. Таким образом, в процессе, известном под названием активный транспорт, совершается осмотическая работа. Протекающий в мембранных структурах бактерий и митохондрий процесс окислительного фосфорилирования служит источником энергии для организма. В хлоропластах зеленых листьев имеются мембраны с очень большим числом складок, которые содержат хлорофилл, обладающий способностью поглощать солнечную энергию. Тонкие мембраны клеток глаза содержат фоторецепторные белки, воспринимающие световые сигналы, а мембраны нервных клеток осуществляют передачу электрических импульсов. [c.337]

Внутриклеточные белки, как правило, — олигомеры. Рассмотрим теперь внутриклеточные белки, которые представляют собой ире-имущественно олигомеры. Небольшие мономерные белки, как, например, изоферменты аденилаткиназы М = 22 ООО) [83, 84], встречаются в клетках редко. Олигомеры в этом случае имеют ряд преимуществ перед крупными одиночными полииептидными цепями (разд. 4.1). В отличие от плазмы крови в клетках олигомеры весьма эффективны, поскольку клеточная мембрана непроницаема даже для небольших белков, так что потери олигомеров в форме их субъединиц исключены. [c.64]

Условно низкомолекулярные регуляторы можно разбить на два класса внешнеклеточные регуляторы, действующие путем взаимодействия с рецепторами клеточной мембраны, и внутриклеточные регуляторы, осуществляющие свое воздействие непосредственно на ферменты и генетический аппарат внутри клетки. Внешнеклеточные регуляторы — это гормоны, синтезируемые специфическими клетками в специализированных органах. Внутриклеточные регуляторы — специфические низкомолекулярные метаболиты, управляющие клеточным ответом как на генетическом, так II на ферментном уровне. Типичными представителями внутриклеточных регуляторов являются цикло-АМФ, простагландины, ионы кальция. [c.202]

В механизме действия глюкагона первичным является связывание со специфическими рецепторами мембраны клеток , образовавшийся глю-кагонрецепторный комплекс активирует аденилатциклазу и соответственно образование цАМФ. Последний, являясь универсальным эффектором внутриклеточных ферментов, активирует протеинкиназу, которая в свою очередь фосфорилирует киназу фосфорилазы и гликогенсинтазу. Фосфорилирование первого фермента способствует формированию активной гликоген-фосфорилазы и соответственно распаду гликогена с образованием глюкозо-- 1-фосфата (см. главу 10), в то время как фосфорилирование гликогенсинтазы сопровождается переходом ее в неактивную форму и соответственно блокированием синтеза гликогена. Общим итогом действия глюкагона являются ускорение распада гликогена и торможение его синтеза в печени, что приводит к увеличению концентрации глюкозы в крови. [c.272]

Известны четыре разные формы гуанилатциклазы, три из которых являются мембраносвязанными и одна-растворимая открыта в цитозоле. Показано, что мембраносвязанные формы (мол. массой 180000) состоят из 3 участков рецепторного, локализованного на внешней поверхности плазматической мембраны внутрпмембранного домена и каталитического компонента, одинакового у разных форм фермента. Гуанилатциклаза открыта во многих органах (сердце, легкие, почки, надпочечники, эндотелий кишечника, сетчатка и др.), что свидетельствует о широком ее участии в регуляции внутриклеточного метаболизма, опосредованном через цГМФ. Мембраносвязанный фермент активируется через соответствующие рецеп- [c.294]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология