Лекция 2 Морфология и функции поверхностного аппарата клетки

Строение и функции биологических мембран
3. Надмембранный комплекс, его структурно-функциональная организация
4.

Межклеточные контакты, их строение
5. Субмембранный комплекс – цитоскелет
6. Транспорт веществ через мембраны:
а) пассивный
б) активный
7. Участие биомембран в передаче информации

(3)
комплексов

субмембранного (3)
комплексов
1. Плазмалемма образована:
белками

(~ 60%)
липидами (~ 40%)

← гидрофильная и
← гидрофобная части

- фосфолипиды, гликолипиды, стеролы

белки: интегральные (а),
полуинтегральные (б),
периферические (в)

2. Надмембранный комплекс - выполнен гликолипидами и гликопептидами

- функция. №1 – рецепция

- в животной клетке – гликокаликс,
- в растительной клетке гликокаликс + клеточная стенка,
- грибы, насекомые – хитин

3. Субмембранный слой - скопление микротрубочек и микрофиламентов цитоскелета под плазмалеммой.

субмембранного (3)
комплексов
Функции поверхностного аппарата клетки:
- барьерная,
-

обменно-транспортная,
- рецепторная,
- метаболическая (ферментативная),
- контактная (в многоклеточном организме),
- опорно-сократительная,
- генетическая индивидуальность или гистосовместимость …

(растения)
Эргостерин (грибы)

клетке и органеллам определенную форму; придают мембране механические свойства (эластичность);

обеспечивают связь мембраны с цитоскелетом.
Транспортные белки.- создают устойчивые транспортные потоки определенных веществ через мембрану, обеспечивают возникновение трансмембранного потенциала во всех клетках.
Белки, обеспечивающие межклеточные взаимодействия. Их подразделяют на два класса: 1. адгезивные белки; 2. белки, участвующие в образовании специализированных межклеточных контактов.

Белки, участвующие в клеточной сигнализации. Выделяют 3 функциональных вида:1. рецепторные белки; 2 белки трансмиттерного устройства, передающие сигнал через мембрану; 3. ферменты, одни из которых на внешней поверхности инактивируют сигнальные вещества, а другие на внутренней поверхности реагируют на сигнал образованием внутриклеточного медиатора.

2. трансмембранный домен, 3 цитоплазматический домен. Эктодомен содержит участок связывания

сигнальной молекулы или лиганда. Обычно это самая большая часть белкового рецептора. Трансмембранные домены рецепторов можно разделить на две группы: первая – семейство рецепторов, пронизывающих мембрану семь раз – их называют «серпантинными» рецепторами (например, β2-адренергический рецептор, родопсин); второе – семейство рецепторов, пронизывающих мембрану один раз – это монотопные рецепторы, они обладают собственным ферментным участком, расположенным в цитоплазме. Цитоплазматический домен содержит действующие ферментативные центры, его каталитическая способность обусловлена аминокислотной последовательностью.

молекулы внеклеточного матрикса с цитоскелетом
Цитоплазматические рецепторы
Внутриядерные рецепторы

ионы кальция. Отвечают за организацию цитоскелета, взаимодействие клеток с другими

клетками.

внеклеточного матрикса – фибронектина, ламинина и др. Связывают внеклеточный матрикс

с цитоскелетом при помощи внутриклеточных белков талина, винкулина, α-актинина. Функционируют как клеточно-внеклеточные, так и межклеточные адгезионные молекулы.

тем самым – лейкоцитарно-эндотелиальные взаимодействия, миграцию лейкоцитов через стенки сосудов

в ткани.

ответе, а также в эмбриогенезе, заживлении ран и др.

и заселение специфических зон иммунокомпетентных органов.

соединение плазмалемм

Гликопротеиды соседних клеток при образовании простого контакта «узнают» клетки одного

типа. Большая часть поверхности контактирующих клеток эпителия связана простыми контактами. Причем существуют специальные белки-рецепторы (Е-кадгерины), участвующие в образовании контактов только между эпителиальными клетками.

принимают участие специальные интегральные белки, расположенные на поверхности соседних клеток,

образующие подобие ячеистой сети. Эта ячеистая сеть окружает в виде пояска весь периметр клетки, соединяясь такой же сетью на поверхности соседних клеток. Эта область не проницаема для макромолекул, и следовательно, она запирает, отграничивает межклеточные щели от внешней среды. Этот вид соединения характерен для клеток однослойных эпителиев и эндотелия.

опоясывающей апикальную часть клетки однослойных эпителиев. Здесь клетки связаны друг

с другом интегральными гликопротеидами к которым со стороны цитоплазмы и той и другой клетки примыкает слой примембранных белков, включающих характерный белок винулин. К этому слою подходит и связывается с ним пучок актиновых микрофиламентов.

мембрану из среды в клетку или в обратном направлении независимо

от путей, сил и механизмов переноса.

В зависимости от характера связи транспорта данного иона металла или молекулы конкретного вещества от переноса других ионов или молекул веществ выделяют:
-унипорт ‑ транспорт ионов или молекул через мембрану независимо от транспорта других соединений, например, молекул газов, воды;
-симпорт ‑ одновременный и однонаправленный перенос ионов или молекул двух различных веществ, например, перенос ионов Na+ и глюкозы через мембрану клеток эпителия тонкой кишки;
-антипорт ‑ одновременный транспорт ионов или молекул веществ через мембрану в противоположных направлениях.

имеющие центральную полость для прохождения преимущественно ионов одного вида (Na+,K+,Cа2+,H+)

и механизмов, обеспечивающих их открытие и закрытие.

результате временного взаимодействия их с веществом. В роли переносчиков выступают

ионофоры, сиаловые кислоты, белки.

K+, Ca2+, H+ за счет энергии гидролиза АТФ.

(АТФ)
О2, СО2, N2,
бензол,
мочевина,
глицерин,
Н2О
"Понг"
Пассивный транспорт
Движущими силами пассивного переноса веществ

через мембрану служат градиенты:
концентрационный – для нейтральных молекул;
электрохимический – для ионов;
осмотический и градиент гидростатического давления – для воды;
градиент парциальных давлений для газов.

соединений,
- ак.тр. высокомолекулярных соединений.
Активный транспорт низкомолекулярных соединений. Пример: (Na+K+) –

насос. Антипорт.

Активный транспорт

2 Na+, используя энергию электрохимического градиента Na+, который генерируется на

мембране благодаря активности NаК – АТФаза

Натрий-кальциевый обменный переносчик

жидких в-в → пиноцитоз

твердых в-в → фагоцитоз
из ← клетки – экзоцитоз

Пример: Микропиноцитоз

а.  рецепция,

б.  присоединение клотриновых белков (окаймление),

в.  впячивание – инвагинация плазмолеммы с образованием окаймленной ямки,

г.  обособление эндоцитозного пузырька (окаймленный пузырек, эндосома, пиносома, пиноцитозный пузырек, прелизосома),
 сброс каймы.

т.к. они содержат и высокоспециализированные рецепторы, принимающие сигналы и эффекторы,

регулирующие и преобразующие поступающие сигналы.

Процесс переработки информации, поступающей как снаружи, так и изнутри организма, подразделяют на три стадии: 1) получение информации рецепторами,
2) передача информации в центр переработки,
3) передача обратного стимула к устройствам, способным сформировать ответ – эффекторам.

Нейромедиаторы
Гистогормоны
Основные механизмы действия первичных мессенджеров:
Вещество взаимодействует с рецептором

плазмалеммы, что вызывает химическую модификацию белков (фосфорилирование, дефосфорилирование)
Вещество взаимодействует с рецептором плазмалеммы, который одновременно является ионным каналом, открывающимся при связывании регулятора
Вещество проникает внутрь клетки мишени, связывается с цитоплазматическим белком рецептором, и выступает как транскрипционный фактор, влияя на экспрессию генов.

киназную активность
Создает в молекулах белков стыковочные участки
Запускает механизмы инактивации сигнала:
Поглощение

сигнального лиганд-рецепторного комплекса путем эндоцитоза
Десенсибилизация рецептора
Разрушение эффекторной молекулы