Подвижность клеток также Клетки, движение

Некая новая функция также может быть развита на основе предшествующих белков в совершенно новом функциональном направлении [7541. Как видно из табл. 9.4, сериновая протеаза является прототипом функциональной единицы, которая неоднократно использовалась при развитии сложных физиологических систем. Другой распространенный пример —белки актин и миозин, которые широко распространены в подвижных клетках и их содержимом [755, 756]. У более высокоразвитых организмов актин-миозиновыми системами осуществляются такие различные функции, как сокращение мышц, освобождение соединений-переносчиков в нервной системе, амебовидное движение белых кровяных телец и закупорка поврежденных кровяных сосудов путем создания сгустка. Кроме того, в некоторых биологических процессах, когда должна стабилизироваться или изменяться фэрма клеток, используется свойство актина образовывать самые разнообразные структуры за счет обратимой полимеризации [757]. [c.283]

Способность к движению — одно из характерных свойств всех живых организмов, начиная от простейших и кончая самыми сложными. Сокраш ение разных мышц и движение листьев растений, биение ресничек и движение жгутиков, деление клеток и движение протоплазмы — все эти разнообразные формы проявления двигательной активности имеют обш ую черту — превраш ение химической энергии, освобо-ждаюш ейся при гидролизе АТФ, в механическую. Белковые структуры, участвую-ш ие в гидролизе АТФ и генерации силы, — это либо миозин и актин, либо кинезин (или динеин) и тубулин. При мышечном сокраш ении механическая работа осуш е-ствляется организованными в надмолекулярные структуры ферментом — АТФазой миозина — и актином. Регулятором двигательной активности в мышцах является кальций. В немышечных клетках, наряду с кальциевой, по-видимому, суш ествуют и другие способы регуляции. Выяснение молекулярных механизмов генерации силы, трансформации химической энергии гидролиза АТФ в механическую работу, а также механизмов регуляции этих процессов является основной задачей биофизики биологической подвижности. Наибольшие успехи в этом направлении достигнуты при исследовании наиболее организованных поперечно-полосатых мышц позвоноч- [c.225]

Кинематика движения радикалов в клетке . Рекомбинация радикалов в клетке существенно зависит от кинематических факторов, т. е. от детальной картины теплового движения частиц. Диффузия реагентов происходит редкими, но крупными, сравнимыми с молекулярными размерами, скачками или же является результатом частых, но мелких перемещений частиц. На реакцию может также влиять ориентационная подвижность партнеров. Поэтому количественная теория клеточного эффекта должна основываться на определенных представлениях о структуре и характере теплового движения молекул жидкости. [c.9]

Перемещения хромосом во время митоза и мейоза осуществляются также с помощью сократительных элементов, так называемых микротрубочек. Микротрубочки — это вытянутые полые структуры длиной в несколько микрометров при диаметре всего 15—25 нм и толщине стенки около 6 нм. В микротрубочках содержится белок тубулин, изменяющий свою конфигу рацию в ответ на некоторые химические воздействия, например под влиянием ионов Са +. Микротрубочки прикрепляются к особому участку хромосом, к так называемому кинетохору, и помогают растаскивать хромосомы к противоположным полюсам клетки во время клеточного деления. Снабженные жгутиками клетки водорослей и подвижные половые клетки гаметы) различных растений движутся также благодаря сокращению микротрубочек. В поперечном сечении жгутики обычно имеют характерное строение 9 пар микротрубочек образуют кольцо, окружающее 2 пары, находящиеся в центре. Плазмалемма (а, быть может, также и тонопласт) находится в непрерывном движении. На ней возникают как бы волдыри , которыми она окружает и захватывает находящиеся снаружи частички или же крупные молекулы, после чего эти частички в процессе пино-цитоза транспортируются в цитоплазму в маленьких мембранных пузырьках. Аналогичным образом протекает и обратный процесс — выведение различных материалов из клетки наружу. [c.75]

После мышечного сокращения наиболее изученным типом клеточной подвижности является движение ресничек. Реснички (и жгутики)-это миниатюрные волосовидные образования толщиной около 0,25 мкм, содержащие в середине пучок параллельно расположенных микротрубочек. Они к[меются на поверхности клеток многих типов и встречаются у большинства животных и некоторых низших растений. Их главная функция состоит в продвижении жидкости вдоль поверхности клетки или в проталкивании клетки сквозь толщу воды. Простейшие, например, используют реснички для собственного передвижения и для сбора пищевых частиц. В организме человека огромное множество ресничек, принадлежащих клеткам эпителия (до 10 и более на 1 см ), покрывает поверхность нижних дыхательных путей, где они заставляют постоянно двигаться вверх слой слизи с частицами осевшей пыли и остатками отмерших клеток. Реснички обеспечивают также продвижение яйцеклетки по яйцеводу. [c.88]

Возникающее вследствие осмотического дисбаланса этих двух сред избыточное гидростатическое давление внутри растительной клетки, называемое тургорным дявленвем (или просто тургором), имеет для растений жизненно важное значение. Тургор-главная сила, растягивающая клетку в период ее роста он в значительной мере ответствен также за жесткость растительных тканей (сравните ушщишй лист обезвоженного растения с упругими листьями растения, получающего достаточно воды). Кроме того, изменения тургора обусловливают те ограниченные движения, которые можно наблюдать у растений, например движения замыкающих клеток устьиц, регулирующих транспирацию и газообмен между листьями и атмосферой (рис. 19-10), подвижность ловчих органов у насекомоядных растений или листьев у растений-не-дотрог , чутко реагирующих на прикосновение. [c.166]

Другой представитель Leptothrix, также широко распространенный в природе, — L. fassa—представляет собой цепочку крупных клеток (10—15 мкм), погруженную в толстое гранулированное влагалище с суженным концом. Внешние и внутренние контуры его нерезко очерчены. Во влагалище накапливается гидрат окиси железа или марганца. Нити образуют ложное ветвление. Размножаются подвижными клетками, которые после потери способности к движению прикрепляются к подводным предметам. Организмы этого вида — гете-ротрофы. Развиваются на моно- и дисахаридах, спиртах [c.135]

К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также ворсинки (фимбрии, пили) (см. рис. 4, 6). Их насчитывается от нескольких единиц до нескольких тысяч на клетку. Эти структуры не имеют отношения к движению бактерий и обнаружены у подвижных и неподвижных форм. Ворсинки построены из одного вида белка — пилина — и представляют собой прямые белковые цилиндры, отходящие от поверхности клетки. Они, как правило, тоньше жгутиков (диаметр — 5—10 нм, длина 0,2—2,0 мкм), расположены перитрихиально или полярно. Больше всего сведений имеется о ворсинках Е. соИ. У этой бактерии описаны ворсинки общего типа и половые. [c.45]

Хотя жидкомозаичная модель сейчас общепризнана, следует помнить, что она все же представляет собой упрощенное и схематичное отражение столь сложной и разносторонней системы, как биологическая мембрана. Одним из основных постулатов этой модели является предположение о свободном движении молекул белков и липидов в двумерной фазе липидного бислоя. Однако вскоре выяснилось, что не все белки и липиды способны к свободному перемещению, в некоторых случаях их подвижность сильно ограничена. Во многих мембранах интегральные белки находятся в фиксированных положениях за счет высокой концентрации белка, вследствие его агрегации, образования липидных доменов, а также в результате взаимодействия белков с цитоскелетом, образуемым внутренними структурами клетки. [c.585]

Ворсинки. К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также ворсинки (фимбрии, пили). Их насчитывается от нескольких единиц до нескольких тысяч на клетку. Эти структуры не имеют никакого отношения к движению бактерий и обнаружены как у подвижных, так и у неподвижных форм. Как и жгутики, ворсинки построены из одного вида белка пилина, субъединицы которого организованы в форме одинарной полой внутри нити и берут начало от ЦПМ. Ворсинки, как правило, тоньше жгутиков (диаметр — 5 10 нм, длина --0,3-4 мкм). Описано несколько типов ворсинок, различающихся морфологическими и антигенными свойствами. Вероятно, это сборная и функ- [c.30]

Среди локомоторных функций нейтрофила необходимо выделить две основные миграция и хемотаксис. Активное перемещение в пространстве относится к числу наиболее характерных признаков живого нейтрофила. Он двигается гораздо быстрее других лейкоцитов и более чувствителен к действию разнообразных модуляторов миграционной функции. При спонтанной миграции нейтрофил двигается беспорядочно, периодически меняя вектор движения. Клетка выбрасывает псевдоподии, которые необязательно совпадают с осью уже начавшегося перемещения, а потому вызывают изменение миграционного маршрута. Нестимулированный нейтрофил имеет округлую форму, не обнаруживая признаков амебоидной подвижности. Но если его поместить на стеклянную поверхность, которая служит сильным раздражителем, нейтрофил распластывается, выбрасывает псевдоподии и начинает двигаться. Структурной основой миграционной функции служат сократительные белки, подобные, но не идентичные актину и миозину мышечных клеток. Они собраны в микрофиламенты, которые располагаются по клеточной периферии и агрегируют при стимуляции с образованием сократительных волокон — двигательного аппарата нейтрофила. Разрушение микрофиламентов, которое обычно моделируют при помощи цитохалазина В, подавляет спонтанную миграцию, а также хемотаксис и хемокинез. Нейтрофилы, дефектные по содержанию актин-микрофиламентов, нормально рецептируют опсонизированные объекты, способны к респиратор- [c.37]

Подобные половые клетки, или гаметы (от греческого гамео — вступаю в брак), внешне могут в точности повторять друг друга это так называемые изогаметы (от греческого изос — равный). Однако и у таких одинаковых по внешнему виду клеток имеются различия в наследственном материале, поэтому говорят о плюс- и минус-гаметах. У других организмов гаметы уже и внешне отличаются друг от друга одни из них крупнее макрогаметы, их называют также женскими), другие мельче микрогаметы, или мужские гаметы). Но чаще всего гаметы резко различаются между собой. Одни из них очень велики и неподвижны — это яйцеклетки (которые на сей раз по праву называются женскими гаметами), другие же сохраняют подвижность — это истинные мужские гаметы, или сперматозоиды. Большинство цветковых растений и некоторые грибы пошли еще дальше по пути упразднения способности половых клеток к самостоятельному движению — яйцеклетка у них оплодотворяется не подвижной мужской гаметой, а просто ядром (мужским). Это, собственно, ничего или почти ничего не меняет, поскольку достигается главная цель — слияние ядер. Продукт слияния гамет — оплодотворенная яйцеклетка, или зигота, содержит теперь одно ядро, образовавшееся путем слияния ее собственного ядра с проникшим в нее мужским ядром. [c.117]

Электрофоретическое движение белковых частиц, несомненно, определяется их электрическим зарядом, т. е. ионизированными группами белковой молекулы. Возникает вопрос, только ли ионные группы, расположенные на поверхности глобулярных белковых частиц, обусловливают это движение или же ионные группы, спрятанные внутрь белковой частицы, также принимают в этом участие В опытах с различными клетками и бактериями было показано, что их электрофоретическое поведение определяется поверхностным слоем. Кроме того, было установлено в некоторых случаях, что кварцевые частицы, покрытые слоем адсорбированного белка, электрофоретически ведут себя таким же образом, как белок, из которого образован их поверхностный слой [87]. Из сказанного следует, что подвижность белковых частиц определяется потенциалом их поверхности. Поскольку этот потенциал выявляется только во время движения частицы или окружающего раствора в электрическом поле, его называют электрокинетическим потенциалом или -.-потенциалом. Его величина определяется путем электрофореза, или, если мы имеем дело с белковыми мембранами, путем электроосмоса, или, наконец, измерением потенциалов течения. Последние возникают в результате продавливания раствора через поры белковой мембраны. При исследовании величины С-потенциала покрытой белком поверхности, например, покрытых адсорбированным белком стеклянных капилляров, все три метода дают одинаковые [c.96]

Тшты молекулярных моторов. Мостиковая гипотеза генерации силы была сформулирована более 40 лет тому назад. За истекшие годы была расшифрована структура саркомера и составляющих его белков, с высоким временным разрешением исследована механика и энергетика мышечного сокращения, изучена биохимия реакции гидролиза АТФ актомиозином. Однако молекулярный механизм трансформации химической энергии АТФ в механическую работу продолжает оставаться неясным. Со времени открытия Энгельгардтом и Любимовой АТФазной активности актомиозина и последующей локализации АТфазного центра в глобулярном субфрагменте миозина, субфрагмент 1 начинает претендовать на роль основного элемента мышечного двигателя . В последнее время эти притязания получают все большее обоснование. Исследования, проведенные с помощью так называемых искусственных подвижных систем показали, что субфрагмент 1 способен осуществлять движение по иммобилизованным актиновым нитям без участия не только миозиновых нитей, но и субфрагмента 2. Обнаружен целый ряд других миозиноподобных молекулярных моторов , включая многочисленное семейство одноголовых миозинов, а также кинезин и цитоплазматический динеин. Предполагают, что в каждой клетке имеется не менее 50 различных молекул, использующих энергию гидролиза АТФ для осуществления движения по актиновым филаментам или по микротрубочкам. В связи с этим вопрос о механизме трансформации энергии с помощью миозина приобретает все большее значение. Недавние успехи в расшифровке структуры глобулярного фрагмента миозина — субфрагмента 1 — позволили прояснить некоторые детали этого механизма. [c.253]

Существенным фактором, определяющим подвижность рецепторов и взаимодействующих с ними белков (а тем самым и передачу гормонального сигнала в клетку), служит макроструктура мембраны. Мембранные белки образуют агрегаты, которые могут удерживаться цитоскелетом и подмембранными структурами, в состав последних входят белки фодрин, спектрин или ГЖ260/240. Таким образом, движение рецепторов осуществляется не в открытом липидном море мембраны, а между островами из неподвижных агрегатов белков. Движение белков в мембране осложняется также наличием липидов в фазе геля ( твердые липиды). Следовательно, на скорость передвижения будет оказывать существенное влияние доля площади мембраны г], доступной для движения белков. [c.267]

К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также ворсинки (фимбрии, пили) (см. рис. 4, 5). Их насчитывается от нескольких единиц до нескольких тысяч на клетку. Эти структуры не имеют никакого отношения к движению бактерий и обнаружены как у подвижных, так и неподвижных форм. Как и жгутики, ворсинки построены из одного вида белка — пилина, субъединицы которого орга- [c.37]

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]

Микр отру бочки — это длинные цилиндрические образования (диаметром 20—30 нм), стенки которых построены из глобулярного белка — тубулина (димер, состоящий из двух субъединиц — а и р, которые имеют практически одинаковый молекулярный вес — 55 000). Тубулин способен к самосборке —- в присутствии ГТФ происходит присоединение друг к другу молекул тубулина, в результате чего, образуется спираль, один виток которой состоит из 13 молекул тубулина. Полимеризация тубулина сопровождается гидролизом ГТФ до ГДФ и Фн. Витки спирали плотно примыкают друг к другу и тем самым образуют полый цилиндр — микротрубочку, 1убулин и минорные белки, входящие в состав мнкротрубочки, могут фосфорилироваться цАМФ-зависимыми протеинкиназами (см. раздел 4.2.3). Они могут связывать также ионы Са +. Фосфорилированне влияет на скорость полимеризации микротрубочек, а Са2+ вызывает их деполимеризацию. Таким образом, гормоны и нейромедиаторы, влияющие на синтез цАМФ (см. раздел 1.3) или на проницаемость мембран для Са + (см. ниже)., будут изменять состояние микротрубочек, что, в свою очередь, приведет к изменению латерального движения белков в мембране, вязкости мембраны, переноса веществ от ядра к периферии клетки, подвижности органелл и т. д, [c.26]

Электрохимический протонный градиент ответствен не только за образование АТР в клетках бактерий, в митохондриях и хлоропластах, но также за обеспечение энергией бактериальных жгутиков. Считается, что жгутиковый мотор приводится в движение непосредственно потоком протонов, проходящих через него. Чтобы проверить это предположение, вы изучаете штамм Strepto o us, клетки которого обладают подвижностью. Подвижность зависит от присутствия в среде субстрата окисления-глюкозы. [c.83]

Большинство внутриклеточных структур характери-зуется определенным положением и определенными путями перемещения в клетке. Как ни велико разнообразие внутриклеточных движений, все они могут быть разделены на две категории. Центральный район клеток, содержащий микротрубочки и промежуточные филаменты, содержит также разнообразные клеточные органеллы. Некоторые из этих органелл, такие, как аппарат Гольджи или липидные капельки, занимают фиксированное положение, хотя время от времени оно может специфическим образом изменяться. Эндоплазматиче-ский ретикулум, лизосомы и митохондрии, напротив, довольно подвижны и легко деформируемы. Подвижность эндоплазматического ретикулума ограниченна, тогда как лизосомы и митохондрии могут совершать в клетке разнообразные движения. С помощью специальной высококонтрастной микроскопии в центральном районе клетки выявляются также движущиеся в нем клеточные органеллы небольшого размера [161]. [c.90]

Направленное движение цитоплазмы в крупных растительных клетках и малоупорядоченное (скачкообразное) в мелких - функция актиновых филаментов цитоскелета. Их пачки расположены на границе статического кортикального слоя и подвижной части протоплазмы. Органеллы клетки, например, митохондрии, в движущейся цитоплазме сцеплены с актиновыми нитями через молекулы миозина. Последние скользят вдоль актиновых фибрилл, увлекая органеллы и используя для этого энергию гидролиза АТФ. Характерное для растительных клеток светозависимое перемещение хлоропластов также осуществляют актиновые филаменты, которые быстро образуются при изменении освещенности листа. Эта функция цитоскелета особенно важна для растительной клетки не способной передвигаться из-за жесткой клеточной стенки. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология