Дәріс№1 Тақырыбы: Биологиялық мембраналардың құрылымы мен функциялары. Биологиялық мембраналар арқылы заттарды тасымалдау. Мақсаты



бет2/15
Дата06.06.2020
өлшемі91,89 Kb.
#72525
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
Байланысты:
МЕД БИОФИЗИКА

Тақырыптың негізгі сұрақтары:

· Биологиялық мембрана туралы жалпы түсінік.

· Мембрананы зерттеудің физико-химиялық әдістері.

· Биологиялық мембрананың құрылымы.



Оқыту әдісі - берілген тақырыпқа берілген хабарламаларды талқылау, есептер шығару және тапсырмалар орындау.

Қысқаша теория:

Ағзаның өмір сүруін оқып үйренудің күрделілігінің бірі тірі ағзаның жоғары құрылымдығы. Тірі ағзаның құрылымдық және функционалдық бірлігі негізгі өмірлік функциялары өтетін жасуша болып табылады. Жасуша қоршаған ортамен заттың, энергияның және ақпараттың алмасуы жүретін ашық жүйені құрайды. Барлық жасушалар плазмалы (жасушалық) мембранамен қоршалған цитоплазмадан тұрады.



Кез-келген мембрана құрылымының негізін липидтердің екі моноқабатынан тұратын екі липидтік қабат құрайды. Екі қабаттың да гидрофобты “құйрықтары” ішке қарап жатады. Бұл кезде молекуланың гидрофобты бөлігінің сумен жанасуы азырақ болады. Келесі гипотеза шындыққа жанасады: мембрана сұйықтық-мозаикалық түрде болады, яғни фосфолипидті негіз–ақуыздар жүзіп жүретін екі өлшемді еріткіштер түрінде болады

(сурет 1). 

 1-cурет 2-сурет Даниэль – Давсон бойынша жасушалық мембрананың құрылысының схемасы.

 

 



Авторлар мембрананың әртүрлі құрылысының моделдерін ұсынды. Сараптамаларға сүйене отырып Даниэль мен Давсон 1935 ж. мембрана құрылымын (сур. 2) ұсынды. Бұл моделде бір-біріне перпендикуляр орналасқан фосфолипидтер молекуласының екі қабаты бар.

Липидтер молекулаларының гидрофилды жағы сыртқа, гидрофобты –мембрананың ортасына қарай бағытталған. Гидрофобты жағы – бұл полярлы топтар құрамында жоқ, су молекулаларымен қосыла алмайтын бөлігі. Әдетте молекуланың гидрофобты жағы органикалық қышқылдардың қаныққан көмірсуларының тізбегі түрінде болады.

Мембрана өз құрылымына қарай жазық конденсаторға ұқсайды, онда астарлары ретінде ақуыздардың беті алынса, ал диэлектриктің ролін липидті қабат орындайды.

Қазіргі кезде пайдаланатын 1971 жылы Николсон мен Сингер ұсынған құрылысы екі қабатты липидтерден тұратын биологиялық мембрананың сұйық – мозаикалы моделі болып табылады.

Мембрананың липидтері мен ақуыздары жылулық қозғалыстың әсерінен үлкен қозғалғыштыққа ие. Липидтер мен ақуыздар (белоктар) орын алмастырып отырады және олардың мембрана жазықтығының бойымен орын алмастыруын латеральды диффузия, ал көлденең орын ауыстыруын флип – флоп деп атайды.

Жасушалық құрылымды оқып үйрену оптикалық микроскопты пайдаланудан басталды. Оның жұмыс істеу принципі жарықтың сыну құбылысына және линзалардың оптикалық жүйесі көмегімен кескінді құрылуына негізделген. Биологиялық ультрақұрылымды тікелей оқып үйрену электронды микроскоптың табылуынан кейін мүмкін болды. Оның рұқсат ету мүмкіндігі жарық микроскопқа қарағанда жоғары болады. Қазіргі кездегі микроскоптардың рұқсат ету шегі 0,5-1нмғ ал үлкейтілуі – жүздеген есе көп. Жарық және электронды микроскоптарда сәуле жолы бірдей. Бірақ та электронды микроскопта жарық шоғын электрондар ағыны ал линзаның ролін электростатикалық немесе электромагниттік өріс атқарады.

Инфрақызыл спектроскопия, спектрогюляриметриямен, ЯМР және т.б. мембрананы зерттеу әдістері арқылы унитарлы модельде ескерілмеген ақуыздық құрылымдарының және ақуыз аралық өзараәсердің әртүрлілігі байқалды. Бұдан ақуыздар мембранада асимметриялы таралатыны анықталды (Бергельсон, 1970).

Мұздатылған (қатырылған) күйдегі кесу (скалывания) әдісі арқылы маңызды нәтижелер алынды (freeze etching). Мембрананы cұйық азот температурасында тез қатырады және вакуумде бөледі де, электронды микроскоппен бақылайды. Осыдан кейін эритроцит мембранасының гидрофобты аймағының ішкі жағынан көлденең кесіледі (қиылады). Бұдан диаметрі 7,5нм-ге дейін жететін глобулалы бөлшектер табылды. Бұл бөлшектер – ақуыздар екені анықталды.

Сонымен қатар жасушаның құрылымын зерттеуде рентген құрылымды сараптамма (рентген сәулелерінің дифракциясы) үлкен роль атқарады. Бұл әдіс дифракция құбылысына негізделген. Сараптамадан рентгенографияда объектінің құрылымын молекулалық және атомдық деңгейдегі мәліметтері алынады. Бұл әдіс молекулалық биология мен ультрақұрылымды оқып ұйрену аймағында пайдаланатын қуатты әдістердің бірі болып табылады. Оның құндылығы ол тек молекулалардың кеңістіктік орналасуын анықтап қана қоймай молекулалар арасындағы арақашықтықты дәл өлшейді және ішкі молекулалық ұйымдастыруды табады. Бұл әдістің электрондық микроскопиямен салыстырғанда маңыздылығы тіркелмеген препараттардың құрылымының сараптаммасын жасауға мүмкіндік береді.

Жасушаның химиялық құрылымын зертеу үшін ультрахимиялық әртүрлі әдістері қолданылады. Бұл әдістер арқылы жасушадағы заттар мөлшері және жасуша құрамы алынады Содан кейін арнайы химиялық әдістер алынған заттардың сапалық және сандық сараптамасы жасалады.

Бұл әдістер тобына мембрананың ақуыздар мен липидтерге бөлінуін талқылау

да жатады. Қазіргі кезде зерттеушілер мембрана ақуыздарының конформациясын оқып үйренуге көңіл бөліп отыр. Мұнда люминесценттік сараптама инфрақызыл спектраскопиясы, оптикалық белсенділікті өлшеу және т.б әдістері пайдаланылады.

Биологиялық мебраналар ағзада көптеген функциялар атқарады: олар тепе-теңдік емес жағдайдағы ағзаны ұстап тұруға мүмкіндік беретін, жасушаны жеке бөліктерге бөліп отыратын (компартаменттер) жасушаны (цитоплазматикалық мембраналар немесе плазмалемма деп аталатын) және жасушалық органеллаларды қоршап тұрады; жасуша аралық байланысты түзейді, жасушаның механикалық қорғайды, зат тасымалын, нерв импульсін жүргізеді, АТФ синтезіне қатысады, кеңістікте ферментативті реакцияларды жүзеге асыратын мембрана ақуыздарының орналасуын, рецепторлар және иммундық жүйенің қызметін қамтамасыз етеді.

 



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет