Митохондрии проницаемость мембраны

Наружная и внутренняя мембраны митохондрий имеют неодинаковую проницаемость для различных веществ. Наружная мембрана легко проницаема для катионов, анионов и небольших незаряженных молекул, Но препятствует проникновению крупных белковых молекул, на- [c.444]

Изучение зависимости проницаемости мембраны митохондрий для ионов К+ от pH. [c.444]

Считая, что внутренняя мембрана митохондрий проницаема для пирувата (а также для цитрата и малата), предложите чел- [c.651]

Строение митохондрий. Внешняя мембрана митохондрий отграничивает внутреннее пространство проницаема для О2 и ряда низкомолекулярных веществ. Содержит ферменты метаболизма липидов и моноаминов. [c.115]

Изучение проницаемости внутренней мембраны митохондрий для анионов. [c.503]

Цель настоящей работы — выявление проникающей через внутреннюю мембрану митохондрий формы ряда неорганических и органических анионов с использованием осмотического метода (с. 446). Осмотическое поведение митохондрий зависит не от состава наружного раствора, а от способности входящих в его состав веществ проникать в митохондрии. При помещении митохондрий в изоосмотические растворы солей различных анионов с проникающими катионами (NH4+ или К+ в присутствии валиномицина) по изменению величины оптической плотности можно судить о проницаемости мембраны для данного аниона. В качестве точки отсчета можно использовать величину оптической плотности суспензии митохондрий в изотоническом растворе КС1 (митохондриальная мембрана практически непроницаема для ионов К+ и С1-). [c.447]

Концентрация внеклеточного кальция (Са +) составляет 5 ммоль/л и регулируется очень строго (см. гл. 47). Внутриклеточная концентрация свободных ионов кальция гораздо ниже — 0,1—10 мкмоль/л, а количество Са +, связанного с внутриклеточными органеллами (митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом), колеблется в пределах 1—20 мкмоль/л. Несмотря на этот 5000—10000-кратный концентрационный градиент и благоприятствующий проникновению Са + трансмембранный электрический градиент, вход Са + в клетки резко ограничен. Изменение концентрации Са + в цитозоле происходит по трем механизмам. Ряд гормонов (класса II. Б) повышает проницаемость мембраны для Са + и тем самым увеличивает вход в клетку Са +. Это может осуществляться по механизму На+/Са +-обмена, обладающему большой емкостью, но низким сродством к Са +. Существует также зависимый от АТРазы Са +/2Н+-насос, обеспечивающий выведение Са + из клетки в обмен на Н+. Этот механизм характеризуется высоким сродством к Са +, но малой емкостью и, по-видимому, ответствен за тонкую настройку уровня Са + в цитозоле. Наконец, возмо- [c.166]

Общим свойством всех энергопреобразующих мембран является их очень низкая проницаемость. Следовательно, мембранные структуры, имеющие большие поры и осуществляющие транспорт больших молекул ( например, ядерная мембрана или внешняя мембрана митохондрий, внешняя мембрана бактериальных клеток), не могут быть энергопреобразующ ими, так как на них, в силу наличия специальных пор, не может быть создан градиент ионов. [c.119]

Высокая специфичность внутренней мембраны в отношении проницаемости для разных веществ привела к представлению о существовании в ней ферментов-переносчиков. Так как многие субстраты ферментов, локализованных внутри митохондрий, при физиологических значениях pH являются ионами (нуклеотиды, субстраты цикла трикарбоновых кислот, неорганический фосфат, катионы и т. д.), представляет интерес идентификация ионных форм транспортируемых веществ. Такие данные важны для понимания конкретного механизма переноса субстрата через мембрану. [c.458]

Характерной особенностью клеток эукариот является присутствие митохондрий — сложных образований с двойной мембраной, близких по величине к бактериям (рис. 1-3 и 1-4). Внутренняя мембрана митохондрий образует многочисленные глубокие складки, так называемые кристы (гребневидные выросты). Наружная мембрана проницаема для соединений с небольшим молекулярным весом, но проникновение веществ во внутреннее пространство митохондрий (в матрикс) и выход из него находятся под строгим контролем внутренней мембраны. Хотя отдельные окислительные реакции протекают в ЭР, все же основные процессы, связанные с образованием и накоплением энергии, у аэробных организмов локализованы в митохондриях именно в этих органеллах происходит утилизация основной части кислорода. В свое время многие биохимики были крайне удивлены, обнаружив в митохондриях кольцевую ДНК с небольшим молекулярным весом. Далее оказалось, что ми- [c.33]

Вопрос также заключается в том, что не ясно, где происходит окисление НАД Н (источник энергии) ферменты 3 и 4, которые связаны с восстановлением НАД, локализованы в цитоплазме у дрожжей, а внутренняя мембрана митохондрий, в которых осуществляется синтез АТФ, как известно, для НАД Н не проницаема [c.170]

Ионы кальция в отличие от других посредников не могут превращаться, поэтому кальциевые сигнальные системы мембран способны лишь изменять их поступление в цитозоль. Содержание ионов кальция вне клетки строго контролируется и составляет около 5 ммоль/л. В клетке концентрация кальция в 5 000—10 ООО раз ниже (0,1—10 мкмоль/л), и этот кальций связан с митохондриями или эн-доплазматическим ретикулумом. Изменение концентрации кальция в цитоплазме происходит по трем механизмам. Ряд гормонов повышает проницаемость мембраны для ионов кальция. Это может происходить по механизму Ыа" /Са2+-обмена (большая емкость, но низ- [c.379]

Удерживание в неоднородном электрическом поле белков и нуклеиновых кислот с сохранением их биологической активности свидетельствует о возможной роли этого явления в живой клетке. Общеизвестно, что клеточная стенка неоднородна ио своему составу, а следовательно, и по диэлектрической проницаемости и имеет довольно высокий электрический потенциал [ б, 17, 474]. Мембраны клеточных органелл (митохондрий, хлоропластов) и бактерий содержат молекулярные электрические генераторы [87], причем величина генерируемой трансмембранной разности электрических потенциалов достигает существенных значений— 100--300 мВ. Поэтому вполне резонно допустить существование в клеточных структурах неравномерного неоднородного электрического поля, аналогичного создаваемому нами в эксперименте, с высокой напряженностью и градиентом потенциала, и предположить его влияние на процесс удерживания, локализацию и работу биологически активных соединений, особенно высокомолекулярных. [c.228]

Мембраны митохондрий тесно связаны с системами дыхательных ферментов, от степени окисления которых в значительной мере зависят сжатие и проницаемость мембран таким образом, эти мембраны по существу являются ферментными хемомеханическими системами. [c.190]

Протоплазматические жиры и липоиды входят во все органы и ткани растений — в листья, стебли, плоды, корни их содержание составляет 04— 0,5%. Они играют весьма важную роль в жизнедеятельности клеток. Из жиров и липоидов и из соединений липоидов с белками построены мембраны на поверхности клеток и внутриклеточных частиц — митохондрий, пластид, ядер, и благодаря этим мембранам регулируется проницаемость клеток и клеточных частиц для различных веществ. [c.29]

Жирные кислоты, биосинтез de пот — ферментативный процесс вх образования из ацетил-S-KoA. Поскольку мембраны митохондрий не проницаемы для активного ацетата, то существует несколько специальных механизмов его перевода в транспортабельную форму. [c.230]

Разобщение дыхания и окислительного фосфорилирования возникает при повышении проницаемости мембраны митохондрий для протонов в любом месте, а не только в канале АТФазы. При этом не создается электрохимический потенциал и энергия окисления рассеивается в виде тепла. Так действуют ионофоры (2,4-динитрофенол, валиномицин и др.). Они переносят протоны обратно через мембра- [c.129]

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

Внутренняя мембрана митохондрий проницаема для аммиака, кислорода, углекислого газа, воды, пирувата, ацетата и других монокар-боновых кислот. По-видимому, перенос этих веществ происходит в результате простой диффузии незаряженных молекул. Перенос во внутреннее пространство митохондрий молекул недиссоциированной уксусной кислоты должен, как и в случае фосфата, привести к изменениям pH по обе стороны мембраны в соответствии с законом действующих масс. [c.447]

Причиной высвобождения ацетилхолина является деполяризация нервного окончания в результате достигающего его потенциала действия. Однако в отсутствие ионов кальция во внеклеточном пространстве высвобождения медиатора не происходит. Мы уже упоминали, что ионы кальция влияют и на пороговую величину потенциала действия. Сейчас кажется очевидным, что они играют ключевую роль в химической синаптической передаче. Деполяризация нервного окончания увеличивает проницаемость мембраны для ионов кальция и, следовательно, их внутриклеточную концентрацию. Однако кальций, попадающий в нервное окончание, должен выделиться снова, если стимуляция Синапса временно прекращается. Имеются многочисленные доказательства того, что внутриклеточная концентрация кальция регулируется митохондриями и такими белками, как кальмодулин и кальциневрин (гл. 7). Митохондрии располагают очень эффективным кальциевым насосом, а ингибиторы митохондриальной функции вызывают, кроме того, количественное увеличение миниатюрного потенциала концевой пластинки, что также свидетельствует об ингибировании поглощения кальция митохондриями. Неясно, куда именно кальций переносится митохондриями с тем, чтобы они сами не перенасытились этими ионами. Еще меньше известно о молекулярном механизме кальциевой стимуляции высвобождения медиатора. Высказаны соображения о вкладе актомиозиниодобного комплекса, но экспериментальных доказательств этого еще нет. Зависимость кальциевого эффекта от его концентрации показывает, что несколько ионов (возможно, четыре) кооперативно активируют высвобождение кванта медиатора. Ионы Mg + конкурируют с [c.200]

Каналообразующие антибиотики, делающие мембраны проницаемыми для протонов и катионов щел. металлов при 0,5-1 мкг/мл подвергают гемолизу красные кровяные тельца вызывают К /Н -обмен в митохондриях. Не являются потенциалзависимыми см. Аламетицин) механизм действия и структура, по-видимому, отличаются от грамицидина S (см.). Встречаются в виде смеси А (85%), В и С. См. обзор [EJB 94, 321 [c.248]

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]

А вот один из красивых опытов, который доказывает вторую половину гипотезы Митчела — что МП может быть использован для синтеза АТФ. Этот опыт был поставлен в 1967 г. Прессманом. Митохондрии выдерживали в среде с высокой концентрацией так что он накапливался внутри них. Затем их переносили в среду без питательных веществ и кислорода (где они не вырабатывают АТФ) и в среду вводили валиномицин — антибиотик, который повышает проницаемость мембраны для Калий начинал выходить из митохондрий, [c.268]

С середины 70-х годов считается общепризнанным,"что движущей силой эндергонического фосфорилирования АДФ неорганическим фосфатом в мембранных структурах митохондрий, хлоропластов и бактерий является разность электрохимических потенциалов ионов водорода (А)1Н+) по разные стороны сопрягающей мембраны [1]. Утилизация энергии Др, Н+ для фосфорилирования осуществляется сложным липопротеиновым комплексом ферментов, состоящим из более чем 10 индивидуальных пептидов [2]. АТФ-синтетазный аппарат митохондрий, часто обозначаемый в литературе как Ро-р1, или Н+-АТРаза, состоит из двух частей Ро-комплекса пептидов, обеспечивающего специфическую проницаемость мембраны для протонов, и р1,-комплекса пептидов, непосредственно взаимодействующего с нуклеотидами и неорганическим фосфатом. Комплекс Ро-р1 катализирует реакцию [c.28]

В частности, Митчел давал простой ответ на вопрос о том, как можно представить себе быстрое переключение дыхания на холостой путь, например, при охлаждении организма. Напомним, что, по Митчелу, дыхание образует избыток ионов водорода по одну сторону мембраны митохондрии, а при синтезе АТФ эти избыточные ионы водорода потребляются. Достаточно повысить проницаемость мембраны для протонов, как Д ф и разность pH исчезнут без всякого синтеза АТФ, дыхание пойдет без фосфорилирования, а вся энергия окислительных реакций превратится в тепло. [c.62]

Мембраны играют также важную роль в механизме освобождения и потребления энергии в живых организмах. Различные виды живых клеток получают энергию из окружающей среды в разных формах, однако накопление и использование ее происходит в виде аденозинтри-фосфата (АТФ). При передаче энергии АТФ переходит в аденозин-дифоефат (АДФ), который в свою очередь за счет разных видов энергии присоединяет фосфатную группу и превращается в АТФ. Процесс образования АТФ называется фосфорилированием. Этот процесс в организмах животных и человека сопряжен с процессом дыхания. Аистом генерирования АТФ в животных клетках являются особые компоненты клеток — митохондрии, которые служат своеобразными силовыми станциями , поставляющими энергию, необходимую для функционирования клеток. Митохондрия окружена двумя мембранами внешней и внутренней. На внутренней мембране, содержащей ферментные комплексы, происходит превращение энергии химических связей в мембранный потенциал. При этом важную роль играют проницаемость и электронная проводимость мембран. [c.140]

Важным направлением биоэлектрохимических исследований является изучение свойств мембран с встроенными ферментными системами. Так, предприняты попытки встраивания в бислойные фосфолипидные мембраны компонентов ферментных систем, присутствующих во внутренней мембране митохондрий (никотинамид — аденин — динуклеотида (ЫАОН), флавинмононуклеотида и коэнзима Р,), а также хлорофилла. На таких мембранах при наличии в водном растворе окис-лительно-восстановительных систем генерируется мембранный потенциал, вызванный протеканием окислительно-восстановительных реакций на границе мембрана — электролит. В определенных условиях мембраны оказываются проницаемыми для электронов или протонов. Эти опыты важны для понимания механизма превращения энергии и переноса электронов в живых организмах. [c.141]

Хотя интактные митохондрии представляют собой удобный объект для изучения механизмов биоэнергетики, для решения ряда задач ис пользуют более простые системы — субмитохондриальные фрагменты К числу таких задач относится изучение переноса электронов в дыха тельной цепи, локализованной во внутренней мембране митохондрий Существование системы мембран, барьеров проницаемости, системы пе реноса энергии и др. очень осложняет однозначную интерпретацию кинетики окислительно-восстановительных реакций в интактных митохондриях. В связи с этим были разработаны методы получения более простых препаратов субмитохондриальных частиц. Последние могут быть получены при действии на митохондрии либо детергентов, либо сильных механических воздействий (ультразвук, растирание с песком и т. д.). К числу различных субмитохондриальных фрагментов относится так называемый препарат Кейлина—Хартри, представляющий собой фрагменты внутренней мембраны митохондрий, почти лишенные ферментов цикла Кребса. Препарат имеет полный набор дыхательных переносчиков, обладает высокими активностями НАД-Н и сукцинатокси-дазы, стабилен при хранении. [c.407]

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

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

В настоящей работе предлагается изучить специфичность Са +-транснортирующей системы митохондрий печени крысы и роль Са + в регуляции проницаемости внутренней мембраны для двухвалентных катионов. [c.454]

Клеточная оболочка — это мембрана, которая регулирует связь цитоплазмы с другими клетками и 1С внещней средой. Мембрана избирательно проницаема для различных веществ, ее проницаемость зависит от природы проникающих в клетку молекул и физиологических особенностей клетки. В цитоплазме находятся различные включения — капельки жира, зерна крахмала и т. д., вакуоли. В вакуолях содержится клеточный сок. В клеточный сок растений входят различные пигменты, определяющие окраску растений и их отдельных органов. Желтая окраска обусловлена флавонами, а красная и фиолетовая— антоцианинами. Окраска зависит также от кислотности сока. Главнейщими клеточными структурами, которые содержатся в цитоплазме, являются ядро, пластиды, митохондрии и микросомы. Пластиды—довольно крупные гранулы овальной формы, митохондрии — мелкие палочковидные частицы, а микросомы — мельчайшие округлые частицы. Митохондрии и микросомы хотя и значительно меньше ядра или пластид, но на их долю приходится до 50% массы протоплазмы. В протоплазме имеется сложная система мембран, образующих каналы, связанные с оболочкой ядра. Эта система представляет структурную основу клеточной цитоплазмы и называется эндоплаз-матической сетью. [c.28]

Во многих клетках встречаются микротельца [24, 25], в зеленых листьях их число достигает иногда /з числа митохондрий. Микротельца, по величине близки к митохондриям, но окружены однослойной мембраной и иногда имеют кристаллическую по виду сердцевину ( соге ). Мембрана микротелец проницаема для низкомолекулярных соединений (например, для сахарозы), что позволяет отделить эти органеллы от митохондрий путем центрифугирования в градиенте сахарозы, где микротельца имеют плотность около 1,25 г-см , а непроницаемые для сахарозы митохондрии — 1,19. [c.34]

Наружные мембраны митохондрий могут быть разорваны путем осмотического шока И отделены от внутренних мембран [64]. Анализ фракции наружных и внутренних мембран показывает, что наружные мембраны имеют меньшую плотность ( 1 1 г/см ), чем внутренние Они легко прО(ннцаемы для большинства веществ с мол. весом 10 000 и ниже. Отношение фосфолипид/белок весьМа высокое ( 0,82 по весу), экстракция фосфолипидов ацетоном разрушает мембрану. Для этих фосфолипидов характерно низкое содержание кардиолипина и высокое содержание фосфоинозита и холестерйна. Убихинона в этих мембранах нет. Внутренняя мембрана (плотность 1,2 г/см ) для многих соединений непроницаема. Фактически, за исключением нейтральных молекул с мол. весом <150, проницаемость для всех других соединений жестко контролируется. Отношение фосфолипид/белок во внутренней мембране имеет низкое значение (/ 0,27) кардиолипин составляет 20% общего содержания фосфолипидов. Во внутренней мембране присутствуют убихинон и другие компоненты дыхательной цепи. [c.392]

Все формы обмена между клеткой и внешней средой, за исключением явлений пинаиитоза. предполагают пересечение окружающей клетку мембраны это остается в силе и для любых других замкнутых мембранных структур, находящихся в клетке (ядро, митохондрии, лизосомы и т. п.). Для подавляющего большинства веществ и ионов биологические (и искусственные) мембраны представляют диффузионный барьер, и в таком случае перенос через липидную фазу требует значительных энергетических затрат. В то же время вода и некоторые низкомолекулярные соединения проникают через мембрану с поразительной легкостью, вероятно, за счет использования дефектов жидкокристаллической решетки липидного бислоя. Высокая проницаемость клеток для воды — важный биологический фактор, обеспечивающий осмотическое равновесие. [c.590]

При действии раздражителя на нервное или мышечное волокно мембранный потенциал Е в месте раздражения нарушается. Нерв воспламеняется , и поляризация мембраны меняется на обратную (рис. 55, б). Поток ионов Ма+ устремляется внутрь клетки (заса сывается), а затем (рис. 55, в) ионы К+направляются во внешнюю среду. Возвращение к исходному положению (рис. 55, г) происходит спустя одну-две миллисекунды. Нервный импульс пиковый потенциал (потенциал действия) передается по нервному волокну дальше. Мембраны играют важную роль в процессах освобождения и запасания энергии в живых организмах. Ее накопление происходит в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), а при необходимости энергия освобождается за счет разрыва одной из трех богатых энергией связей Р—О—Р. На мембране митохондрии — одного из компонентов клетки — происходит превращение энергии химических связей в мембранный потенциал. При этом важную роль играют проницаемость и электронная проводимость мембран. [c.159]

Проницаемость в живых клетках представляет собой активный процесс и имеет мало общего с молекулярной диффузией или осмотическим потоком. Наоборот, активный транспорт осуществляется чаще всего против градиента концентрации, т. е. в направлении от мепьшей концентрации к большей. Ясно, что это — сложное явление, в котором обязательно должна потребляться энергия, так как движение веществ в направлении, обратном диффузии, связано с уменьшением энтропии. Активный перенос веществ как внутрь клетки из внешней среды, так и внутрь различных структурных элементов из заполяющей клетку гиалоплазмы осуществляется особыми нерастворимыми белками и белковыми комплексами, образующими наружную клеточную мембрану и различные структурные образования внутри клеток. Активный транспорт через мембраны и внутрь клеточных органелл связан с протеканием химических реакций, конечно, ферментативных. Поэтому проблема проницаемости и соответствующая функция белков тесно связана с их ферментативной функцией. С другой стороны, с помощью активного транспорта осуществляется один из механизмов автоматического регулирования. Как мы увидим дальше, регулирование проницаемости митохондрий осуществляется путем их сокращения пли расслабления. Причиной этого движения яляется сократительная реакция в особом белке, т. е. это явление вполне аналогично сокращению мышцы. [c.139]

Далее оказалось, что выделение в гиалоплазму, или, наоборот, фиксация обоих факторов, контролирующих ход гликолиза, совершаются мембранами митохондрий благодаря их механо-химической активности, сокращению и набуханию. В свою очередь мембраны митохондрий получают информацию о сдвигах энергетического обмена через своего партнера — АТФ, от концентрации которого внутри митохондрий зависит ход реакции. При высоком уровне АТФ Л1ембраны сокращены и не пропускают усиливающие факторы в гиалоплазму при снижении уровня АТФ мембраны набухают, их проницаемость возрастает и происходит транспорт обоих усиливаюших веществ в гиалоплазму, что сопровождается подъемом гликолиза. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология