Слайд 1Биологическая мембрана
Лекция № 1 (часть вторая)
Тема:
Медицинский факультет
Специальности:
фармация
2012 / 2013
учебный год
5 февраля 2013 г.
Слайд 2Литература основная
Физиология человека
Под редакцией
В.М.Покровского,
Г.Ф.Коротько
Медицина, 2003 (2007) г.
С.
39 – 45
Слайд 3Литература основная
Физиология человека
В двух томах . Том I.
Под редакцией
В.
М. Покровского,
Г. Ф. Коротько
Медицина, 1997 (1998, 2000, 2001) г.
С.
28 – 34
Слайд 4Вопрос 1
Понятие «биомембрана»
Слайд 5МЕМБРА́НА, -ы, ж. от лат. membrana — кожица, перепонка.
Слайд 6Биомембрана -
морфо-функциональное образование, отграничивающее содержимое клетки живых организмов от внешней
для неё среды и жидкостные компартменты внутри клетки, имеющее общий
план строения и сходные функции.
Слайд 7Биомембрана
ввел понятие Дж. Робертсон в 1963 г.
Слайд 8Понятие «элементарная биологическая мембрана»
Принцип построения всех биологических мембран одинаков, независимо
от того, какой клетки (растительной или животной) или клеточной органелле
она принадлежит.
Слайд 9Биологическая мембрана
Структура, имеющая общий план строения – бислой фосфолипидов и
включённые в него белки
Структура, отделяющая клетку от внешней среды и
формирующая внутриклеточные органеллы (мембранные).
Структура обеспечивающая взаимодействие клетки и органелл с окружающей их средой.
Слайд 10Вопрос 2
Эволюция представлений о биомембране
Слайд 11Роберт Гук (Robert Hooke; Роберт Хук, 18 июля 1635, остров
Уайт — 3 марта 1703, Лондон)
Слайд 12Первое изображение живых клеток: рисунок из «Микрографии» Гука (1665)
Слайд 16Карл Вильгельм фон Негели (нем. Carl Wilhelm von Nageli; 1817—1891)
— один из наиболее выдающихся ботаников XIX века.
Негели, Карл Виль
Слайд 171855 год. К. фон Негели обнаружил, что неповрежденные клетки изменяют свой объем
при изменении осмотического давления окружающей среды.
Слайд 18Вильгельм Пфеффер (нем. Wilhelm Friedrich Philipp Pfeffer, 9 марта 1845
Гребенштайн — 31 января 1920 Лейпциг) — немецкий химик, ботаник,
занимался физиологией растений. С 1908 года иностранный член-корреспондент Петербургской АН (с 1917 РАН).
Слайд 20Вопрос 3
Жидкостно-мозаичная концептуальная модель биомембраны
Сингера-Николсона
(1972 г.)
Слайд 22«Бутербродная» модель биомембраны
Слайд 24Изображение элементов биомембраны
Слайд 25Изображение элементов биомембраны
Слайд 26Изображение элементов биомембраны
E-пространства (Exstracellular Space), P-пространство (Protoplasm, цитозоль); Ef –
Е‑поверхность (E face), Eh – Е‑монослой (половина) (E half), Pf –
P‑поверхность (P face), Ph – P‑монослой (половина) (P half).
Слайд 27Вопрос 4
Предметные модели биомембраны
Слайд 28Предметные модели биомембраны
Подробнее –
Учебник том I, С.28-34.
Слайд 29Предметные модели биологических мембран
Физические
Плоские
Сферические (липосомы)
Биологические
«тени» эритроцитов
Гигантский аксон кальмара
Слайд 31Плоская бислойная липидная мембрана по P.Mueller (1962)
Слайд 33Не путайте липосому с мицеллой!!!
Слайд 35Мембранные липиды
Фосфолипиды
Сфинголипиды
стероиды
Слайд 39Топологическая классификация мембранных белков
1. монотопические
2, 3 -политопические
Слайд 40Различные категории монотопических белков.
1 – белки, связанные с интегральными белками
(сукцинатдегидрогеназа);
2 – белки, присоединенные к полярным «головкам» липидного слоя
за счёт электростатического взаимодействия (прямого или кальций-опосредованного). (протеинкиназа С);
3 – белки, вязанные с мембраной амфипатической альфа-спиралью, параллельной плоскости мембраны,
4 - белки, «заякоренные» в мембране с помощью короткого гидрофобного концевого домена (цитохром b5);
5 – белки «заякоренные» в мембране за счет жирнокислотного радикала, ковалентно присоединенного к белковой молекуле (G-белок).
Слайд 41Биохимическая классификация
По биохимической классификации мембранные белки делятся на
интегральные и
периферические.
Слайд 42Интегральные мембранные белки
прочно встроены в мембрану и могут быть извлечены
из липидного окружения только с помощью детергентов или неполярных растворителей.
По отношению к липидному бислою интегральные белки могут быть трансмембранными политопическими или интегральными монотопическими.
Слайд 43Периферические мембранные белки
являются монотопическими белками.
Они либо связаны слабыми связями
с липидной мембраной, либо ассоциируют с интегральными белками за счёт
гидрофобных, электростатических или других нековалентных сил.
в отличие от интегральных белков они диссоциируют от мембраны при обработке соответствующим водным раствором. Эта диссоциация не требует разрушения мембраны.
Слайд 44ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ
Вопрос 7
Слайд 45Характеризуя тот или иной вид транспорта мы должны выяснить три
основных момента:
меняется ли архитектоника мембраны?
происходит ли непосредственно при этом процессе
гидролиз АТФ?
сопряжён ли транспорт вещества с транспортом других веществ?
Слайд 46В зависимости от характера ответов выделяют следующие виды транспорта:
с изменением
архитектоники мембраны и без изменения архитектоники мембраны.
активный и пассивный
унипорт и
котранспорт
Слайд 47Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны
Вопрос 8
Слайд 48Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны
Слайд 49Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны
Слайд 55Пассивный транспорт веществ через мембрану
Вопрос 9
Слайд 56Пассивный транспорт веществ через мембрану
Осуществляется по градиенту концентрации без затраты
энергии АТФ.
Различают простую и облегчённую диффузию.
Слайд 57Пассивный транспорт веществ через мембрану
Напомним, диффузия (diffusio лат. – разлитие)
— это самопроизвольное перемещение молекул (частиц) из области с более
высокой в область с более низкой концентрацией.
В основе её — хаотичное тепловое движение данных молекул (частиц).
Слайд 60Простую диффузию описывает закон Фика
где dm/dt – плотность потока
вещества,
-D - коэффициент диффузии,
S – диффузионная поверхность,
dC – градиент концентрации,
dx
– толщина мембраны
Слайд 61Различают облегчённую диффузию с подвижным и с фиксированным переносчиком
Слайд 62Кинетика облегченной диффузии подчиняется правилу Михаэлиса-Ментен
Слайд 63Активный транспорт веществ через мембрану
Вопрос 10
Слайд 64Активный транспорт ионов через мембрану
Слайд 66Сопряжённый транспорт веществ через мембрану
Вопрос 11
Слайд 71Вопрос 9
Сигнальная система G-белка в биологической мембране