Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Перемещение веществ через мембрану
Содержание
- 1. Перемещение веществ через мембрану
- 2. Состав внутриклеточной и внеклеточной среды
- 3. Виды транспорта через мембрану
- 4. Общая характеристика путей перемещенияТранспортБез переносчикаСпецифические переносчикиИонные каналы – молекулы белкаПереносчики – молекулы белка
- 5. Пути транспорта веществ Перенос через мембрануБез затрат
- 6. Характеристика путей перемещения без переносчикаПассивный транспорт -
- 7. Диффузия через липидный бислойДиффузия определяется размером, липофильностью,
- 8. Диффузия через липидный бислой
- 9. Коэффициент проницаемости для прохождения молекул через искусственный липидный бислойПоток растворённого вещества =Разность концентраций (моль/см3)ХКоэффициент проницаемости (см/с)
- 10. Транспортёры и каналыТранспортёры (а) связывают растворённое вещество
- 11. Пассивный и активный транспорт
- 12. Электрохимический градиент = мембранный потенциал + концентрационный градиентОни могут усиливать друг друга или противодействовать друг другу
- 13. ДиффузияДиффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентрации частиц
- 14. Закон Фика:Поток веществ прямо пропорционален градиенту его концетрации в данной точке
- 15. ОсмосОсмос – движение молекул воды через мембрану,
- 16. Осмос – это частный случай диффузии. Диффузия
- 17. Осмос – это движение молекул воды ,
- 18. Развившееся в результате осмоса избыточное гидростатическое давление,
- 19. Осматическое давление обуславливает тургор клеток, обеспечивая упругость,
- 20. Внутриклеточная осмолярностьКрупные молекулы и противоионыМалые органические молекулы
- 21. Клетки регулируют свою внутриклеточную осмолярностьАктивное откачивание ионов
- 22. Высокая проницаемость мембраны эритроцитов для воды приводит
- 23. Облегченная диффузияПроисходит по концентрационному градиентуТребует участия специализированных
- 24. Кинетика простой диффузии и опосредованной транспортёромПростая диффузия
- 25. Облегченная диффузия: транспорт глюкозыИмеет две конформацииГлюкоза связывается
- 26. Конформационные перестройки транспортёра при облегчённой диффузииПереход между
- 27. Диффузия заряженных частиц (ионов) через каналы Диффузия
- 28. Диффузия заряженных частиц (ионов) через каналы Белки
- 29. Транспорт ионов по каналам.Ион-селективные каналы представлены трансмембранными
- 30. Диффузия заряженных частиц (ионов) через каналы Транспорт
- 31. Слайд 31
- 32. Слайд 32
- 33. Ионные каналыБелковые структуры на основе мембранной α-субъединицы,
- 34. Слайд 34
- 35. Структура белка Na+ канала Состоит из одной
- 36. Слайд 36
- 37. Некоторые функции ионных каналов.А. Обеспечивают транспорт ионов и воды.В. Регулируют потенциал мембраны.С. Регулируют секрецию
- 38. Диффузия заряженных частиц через мембрану.Осуществляется через канал - структурированную пору в мембране.Канал формируется α-спиральными структурами.
- 39. Неионные каналы> 200 разновидностей (у человека – 11)109 молекул воды в 1 с
- 40. Диффузия заряженных частиц через мембрану. Аквапорины.Специфические переносчики
- 41. Каналы утечкиСостояние не зависит от мембранного потенциалаПроницаемы
- 42. Потенциалуправляемые ионные каналы (Na+ канал)Активируются и инактивируются под влиянием трансмембранного электрического поля
- 43. Активация и инактивация потенциалуправляемых каналовАдекватный раздражитель –
- 44. Селективность потенциалуправляемых ионных каналовПотенциалуправляемый Na+ каналПотенциалуправляемый К+ канал
- 45. Структура потенциалуправляемых ионных каналов Na+, K+, Ca2+
- 46. Механоуправляемые ионные каналыМеханоуправляемые ионные каналы – преобразуют
- 47. Лигандуправляемые ионные каналы: химическая специфичность Лиганд –
- 48. Лигандуправляемые ионные каналы: афинностьАффинность (сродство) – сила
- 49. Насыщение (сатурация) – совокупность участков связывания, занятых лигандом Лигандуправляемые ионные каналы: сатурация
- 50. Контроль конформации белка (форма участка связывания)Регуляция синтеза и деградации белковЛигандуправляемые ионные каналы: регуляция связывания
- 51. Лигандуправляемые ионные каналы: регуляция связывания за счет изменения конформации белкаАллостерическая модуляцияКовалентная модификация (фосфорилирование/дефосфорилирование)
- 52. Лигандуправляемые ионные каналы: ионотропный и метаботропный рецепторыИонотропный рецепторМетаботропный рецептор
- 53. Лиганд – ацетилхолинДве молекулы АХ связываются с
- 54. Три конформации ацетилхолинового рецептора.
- 55. Лиганд – ацетилхолинМолекула АХ связывается с рецептором
- 56. Три способа обеспечения активного транспорта энергией
- 57. Слайд 57
- 58. Связывание одного лиганда, вызывая конформационные изменения транспортёра,
- 59. Молекулярный механизм лактопермеазы, основанный на её структуре
- 60. Трансцеллюлярный транспорт глюкозы, обусловленный неоднородностью распределения транспортёров в клетке
- 61. Слайд 61
- 62. Слайд 62
- 63. Скачать презентанцию
Состав внутриклеточной и внеклеточной среды
Слайды и текст этой презентации
Слайд 4Общая характеристика путей перемещения
Транспорт
Без переносчика
Специфические переносчики
Ионные каналы –
молекулы белка
Переносчики
–
Слайд 5Пути транспорта веществ
Перенос через мембрану
Без затрат энергии
Диффузия через липидный
бислой
Диффузия ионов через ионные каналы
Диффузия воды
Облегченная диффузия
С затратами энергии
Первично-активный транспорт
Вторично-активный
транспорт
Слайд 6Характеристика путей перемещения без переносчика
Пассивный транспорт - перемещение веществ через
мембрану без помощи специфического переносчика
Диффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентраций
частиц или макромолекул в среде
Слайд 7Диффузия через липидный бислой
Диффузия определяется размером, липофильностью, полярностью и зарядом
молекулы.
Малые неполярные молекулы легко диффундируют через мембрану.
Маленькие незаряженные полярные молекулы
(вода, мочевина) медленнее диффундируют .Липидный слой практически непроницаем для заряженных молекул (ионов). Гидратация таких молекул препятсвует их проникновению в липидный бислой.
Липидный бислой в 109 раз более проницаем для воды, чем для Na+ или K+
Слайд 9Коэффициент проницаемости для прохождения молекул через искусственный липидный бислой
Поток растворённого
вещества =
Разность концентраций (моль/см3)
Х
Коэффициент проницаемости (см/с)
Слайд 10Транспортёры и каналы
Транспортёры (а) связывают растворённое вещество и претерпевают серию
конформационных перестроек, которые позволяют связанной молекуле пройти через мембрану.
Каналы (б)
слабее взаимодействуют с растворённым веществом, но формируют в липидном слое поры, заполненные водой. Растворённые вещества свободно проходят через них. Транспорт через каналы значительно быстрее.Специфические канальные белки – водные каналы, аквопорины, значительно увеличивают проницаемость бислоя для воды.
Слайд 12Электрохимический градиент =
мембранный потенциал
+
концентрационный градиент
Они могут усиливать
друг друга или противодействовать друг другу
Слайд 13Диффузия
Диффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентрации частиц в среде.
Движущая сила
диффузии – градиент концентрации – разность концентрации вещества на единицу
длинны.Выравнивание градиента концентрации при диффузии
J – плотность потока вещества
D – коэффициент диффузии
dC/dx – градиент концентрации
Слайд 15Осмос
Осмос – движение молекул воды через мембрану, обусловленное разностью осмотических
давлений. Движение растворителя по градиенту концентрации.
Осмотическое давление – избыточное давление
на раствор, отделенный от растворителя мембраной, при котором прекращается диффузия через мембрануТоничность – мера градиента осмотического давления.
Слайд 16Осмос – это частный случай диффузии.
Диффузия воды.
Вода – полярные
молекулы 0,3 нм в диаметре, быстро диффундирующие чрез мембрану.
Проницаемость
плазматических мембран определяется наличие в них беков аквапоринов.
Слайд 17Осмос – это движение молекул воды , обусловленное разностью осматических
давлений по обеим сторонам полупроницаемой мембраны.
Разность осматических давлений определяется разностью
концентраций веществ, не проникающих через мембрану
Слайд 18Развившееся в результате осмоса избыточное гидростатическое давление, измеряемое столбом раствора
высотой h, при котором устанавливается осмотическое равновесие,
есть осмотическое давление
Осмотическая ячейка
Слайд 19Осматическое давление обуславливает тургор клеток, обеспечивая упругость, эластичность тканей и
поддержание формы
Поскольку мембрана клеток полупроницаема, то в растворах с разной
концентрацией солей или воды они ведут себя по-разному. Различают изотонические, гипертонические и гипотонические растворы.
Слайд 20Внутриклеточная осмолярность
Крупные молекулы и противоионы
Малые органические
молекулы и противоионы
Эффект Доннана
Концентрация
растворённых веществ внутри клетки больше, чем снаружи и вода будет
входить в клетку за счёт осмоса
Слайд 21Клетки регулируют свою внутриклеточную осмолярность
Активное откачивание
ионов (натрия)
За счёт жёсткой
клеточной стенки
создаётся тургор, который заставляет воду выходить из клетки
Специальные
сократительные вакуоли
Слайд 22Высокая проницаемость мембраны эритроцитов для воды приводит к высокой зависимости
объёма клетки от осмотического движения воды. Основная роль в регуляции
объёма клетки принадлежит Na/К -АТФазе
Слайд 23Облегченная диффузия
Происходит по концентрационному градиенту
Требует участия специализированных переносчиков
Переносчики – молекулы
белка
Не происходит растворения переносимого вещества в бислое
Транспортируются сахара, аминокислоты, ганглиозиды
Структура
транспортера глюкозы
Слайд 24Кинетика простой диффузии и опосредованной транспортёром
Простая диффузия всегда пропорциональна концентрации
растворённого вещества, а максимальная скорость облегчённой диффузии определяется насыщением транспортёра.
Константа связывания транспортёра с веществом – это концентрация вещества, при которой скорость транспорта равна половине его максимального значения
Слайд 25Облегченная диффузия: транспорт глюкозы
Имеет две конформации
Глюкоза связывается с сайтом, доступным
с наружной стороны мембраны
Транспортер изменяет конформацию
Сайт связывания открывается с внутренней
стороныГлюкоза диффундирует в цитоплазму
Транспортер принимает исходную конформацию
Слайд 26Конформационные перестройки транспортёра при облегчённой диффузии
Переход между конформациями происходит случайно
и обратимо. Вероятность связывая больше в области большей концентрации вещества.
Этим определяется направление транспорта.
Слайд 27Диффузия заряженных частиц (ионов) через каналы
Диффузия Na+, K+, Ca2+,
Cl- происходит через специальные ионные каналы
Диффузия ионов происходит по градиентам
концентрации и электрического поляКаналы могут находиться в открытом или закрытом состоянии
Каналы обладают высокой селективностью
Неселективные каналы могут быть проницаемы только для положительно или только для отрицательно заряженных ионов
Слайд 28Диффузия заряженных частиц (ионов) через каналы
Белки каналов образуют пору
через бислой липидов
Каналы позволяют частицам определенного размера и заряда проникать
в клеткуПорины – свободный транспорт ионов и малых заряженных молекул (аквапорины) через стенку бактерий или клеток
Плотные контакты (gap junctions) - свободный транспорт молекул и ионов между клетками
Ионные каналы – свободное проникновение ионов в клетку
Слайд 29Транспорт ионов по каналам.
Ион-селективные каналы представлены трансмембранными белками, которые обеспечивают
транспорт определённых ионов через мембрану по градиенту их концентраций.
Слайд 30Диффузия заряженных частиц (ионов) через каналы
Транспорт чрезвычайно быстрый (>106
ионов в 1 с)
Высокая селективность (размер поры и заряд)
Ограничение времени
пребывания в открытом состоянии 
Слайд 33Ионные каналы
Белковые структуры на основе мембранной α-субъединицы, образованные доменами с
отверстием в середине (порой), через которую движутся ионы
Слайд 35Структура белка Na+ канала
Состоит из одной или нескольких
одинаковых
или разных по строению
субъединиц
Каждая субъединица состоит из доменов,
отдельных компактных частейСегменты – части белка, прошивающие мембрану
Концевые домены могут выходить наружу или внутрь клетки
Слайд 37Некоторые функции ионных каналов.
А. Обеспечивают транспорт ионов и воды.
В. Регулируют
потенциал мембраны.
С. Регулируют секрецию
Слайд 38Диффузия заряженных частиц через мембрану.
Осуществляется через канал - структурированную пору
в мембране.
Канал формируется α-спиральными структурами.
Слайд 40Диффузия заряженных частиц через мембрану. Аквапорины.
Специфические переносчики молекул воды
Сходные по
строению акваглицеропорины переносят воду и ряд соединений (мочевина, аммиак, глицерин).
Все
аквапорины непроницаемы для ионов.
Слайд 41Каналы утечки
Состояние не зависит от мембранного потенциала
Проницаемы для Na+и K+
Проницаемость
для K+ в 100 раз больше, чем для Na+
Формирование мембранного
потенциала покоя 
Слайд 42Потенциалуправляемые ионные каналы (Na+ канал)
Активируются и инактивируются под влиянием трансмембранного
электрического поля
Слайд 43Активация и инактивация потенциалуправляемых каналов
Адекватный раздражитель – изменение трансмембранного потенциала
«Рецептор»
– сенсор напряжения
Следствие – изменение конформации белка канала (без затрат
энергии)
Слайд 44Селективность потенциалуправляемых ионных каналов
Потенциалуправляемый Na+ канал
Потенциалуправляемый К+ канал
Слайд 45Структура потенциалуправляемых ионных каналов
Na+, K+, Ca2+ каналы –
родственные
белки
K+ канал состоит из 4 одинаковых
субъединиц
Na+, Ca2+
каналы состоят из одной полипептидной цепи, включающей
4 повторяющихся домена,
состоящих из 6 α-спиралей
Na+, Ca2+ каналы состоят из одной
полипептидной цепи, включающей
4 повторяющихся домена,
состоящих из 6 α-спиралей
Сегменты S1-S4 – сенсор
напряжения. S4 – имеет группу
заряженных аминокислотных
остатков
Сегменты S5-S6 – формирующие
пору
Слайд 46Механоуправляемые ионные каналы
Механоуправляемые ионные каналы – преобразуют механический сигнал в
электрический
Адекватный раздражитель – механическое напряжение мембраны
Расположены в слуховых клетках, механорецепторах,
мышечных веретенах, сосудистом эндотелии, нейросенсорных клеткахВероятность открытия изменяется в ответ на деформацию мембраны (растяжение (stretch-activated and stretch-inactivated channels), приложение давления в направлении ядра)
Слайд 47Лигандуправляемые ионные каналы: химическая специфичность
Лиганд – химическая молекула, взаимодействующая
с белками клеточной мембраны
Место связывания – участок белковой молекулы, способный
связывать лиганд (электрическое или ван-дер-ваальсово взаимодействие)Связывание с лигандом строго специфично, что определяется химической специфичностью
Химическая специфичность зависит только от формы участка связывания
Другие участки способны связывать родственные лиганды с меньшей специфичностью
Слайд 48Лигандуправляемые ионные каналы: афинность
Аффинность (сродство) – сила связывания лиганда с
участком связывания (высокая или низкая)
Аффинность зависит от силы притяжения между
белком и лигандом
Слайд 49Насыщение (сатурация) – совокупность участков связывания, занятых лигандом
Лигандуправляемые ионные
каналы: сатурация
Слайд 50Контроль конформации белка (форма участка связывания)
Регуляция синтеза и деградации белков
Лигандуправляемые
ионные каналы: регуляция связывания
Слайд 51Лигандуправляемые ионные каналы: регуляция связывания за счет изменения конформации белка
Аллостерическая
модуляция
Ковалентная модификация (фосфорилирование/дефосфорилирование)
Слайд 52Лигандуправляемые ионные каналы: ионотропный и метаботропный рецепторы
Ионотропный рецептор
Метаботропный рецептор
Слайд 53Лиганд – ацетилхолин
Две молекулы АХ связываются с рецептором - Сдвиг
заряда внутри молекулы – Изменение конформации белка – открытие канала
для одновалентных ионовАгонисты – АХ, сукцинилхолин, никотин
Антагогисты – d-тубокурарин, α-бунгаротоксин, кобратоксин
Лигандуправляемые ионные каналы: никотиновый ацетилхолиновый рецептор
Слайд 55Лиганд – ацетилхолин
Молекула АХ связывается с рецептором – Активация α-субъединицы
G-белка – Изменение сродства к ГТФ – Замещение ГДФ на
ГТФ и диссоциация гетеротримера – Активация эффектора или активация каналаАгонисты – АХ, сукцинилхолин, мускарин
Антагогисты – атропин (конкурентный); холеротоксин, коклюшный токсин (неконкурентные)
Лигандуправляемые ионные каналы: мускариновый ацетилхолиновый рецептор
Слайд 58Связывание одного лиганда, вызывая конформационные изменения транспортёра, увеличивает его сродство
ко второму лиганду. Т.к. концентрация натрия выше вне клетки, то
направление транспорта глюкозы будет внутрь клетки.
Слайд 60Трансцеллюлярный транспорт глюкозы, обусловленный неоднородностью распределения транспортёров в клетке
