Биомембрананың құрылысы (Фаллер, Шилдстан, 2006)
Мембраналық липидтердің әрбір молекуласының –гидрофильдік «басы» және екі гидрофобтық «құйрығы» болады. Гидрофобтық «құйрықтардың» әрқайсысы ұзын көмірсутек тізбегі болып табылады, оның біреуі қаныққан (яғни қосарланған байланыстары жоқ), екіншісі қанықпаған (бір не бірнеше қосарланған байланыстары болатын) болып келеді (88 сурет).
Мембраналық липидтің молекуласы
Сулы ортада осындай амфифильдік молекулалар өздігінен қосқабат пайда етеді,онда молекуланың гидрофобтық ұштары (құйрықтары) бір біріне бағытталса, гидрофильдік ұштары («бастары») сулы ортаға қарай бағытталған. Биомембраналардың құрамына липидтермен бірге ақуыздар да кіреді. Олардың екі түрі белгілі: интегралдық және шеткі (перифериялық) ақуыздар. Интегралдық ақуыздар мембранаға терең батып липидтік қосқабатты тесіп өтіп орналасқан, ал шеткі (перифериялық) ақуыздар мембрананың тек бір бетімен (сыртқы не ішкі) ғана байланысқан. Ақуыздардың липидтік қосқабатпен әрекетесуі әдеттегідей болады, яғни липидтердің гидрофобтық бөлігімен полярлы емес (гидрофобты) аминқышқылдар радикалдары әрекеттессе, гидрофильдік «бастарымен»–полярлы және зариядталған радикалдар байланысады. Көптеген биомембраналарда липидтермен ақуыздардан басқа көмірсулар да кездеседі, бірақ олар дербес компоненттер ретінде емес, липидтер, ақуыздар молекулаларымен байланысқан күйінде болады (гликолипидтер, гликопротеиндер). Көмірсулар көбінесе олигосахаридтік тізбектер күйінде болады және плазмолемманың (цитоплазма мембранасының) сыртында орналасады. Биомембраналардың мұндай құрылысын –сұйық мозайкалық моделі деп атайды және оны алғаш ұсынғандар Дж. Зингер мен Г.Николсон болатын. Биомембранада липидтер мен ақуыздар массасының ара қатынасы шамамен бірдей-1:1, бірақ кейде ол 4:1 ден 1:4 аралығында өзгеріп отырады. Биомембраналардың қалыңдығы липидтер молекулаларының ұзындығына байланысты болады, яғни олардың көмірсу «құйрықтарының» ұзындығы 2нм дей, ал қосқабатта ол 4нм-ге тең. Липидтік қосқабаттың (екі гидрофильдік «бастарын» қоса алғанда) қалыңдығы 5,3нм. Ақуыз молекулаларының есебінен мембрана тағы да 7–10 нм жуандайды. Сонда биомембраналардың минималдық қалыңдығы 12–15 нм аралығында болады.
Оқушылардың өтілген тақырып бойынша білімін тексеру.
Бақылау сұрақтары (кері байланыс) 10 мин (10%)
Оқущылардың білімін жан жақты тексеру
Сұрақтарды дұрыс және мазмұнды құрастыруға мән беру
Жаңа тақырыпты бекіту 5 мин (10%)
Сабақты қорытындылау 2 мин (2%)
Оқушылардың білім деңгейін бағалау. Келесі сабақтың тақырыбын хабарлау
Үйге тапсырма беру 3 мин (2%)
Жарғақша арқылы тасымал.
5. Сабақтың тақырыбы: Жарғақша арқылы тасымал.
Сағат саны: 90 мин ( 100%)
Сабақ түрі: Теория – тақырып таныстыру сабақ
Сабақтың мақсаты:
Оқыту: Оқушыларға жасуша тіршілігіндегі жарғақшаның рөлін, жарғақша арқылы тасымал түрлерін, жарғақша липидтерін, жарғақша ақуыздарының түрлерін (құрылымдық ақуыздар,тасымалдаушы ақуыздар) оқыту
тәрбиелік: білімділікке, тазалыққа, еңбек сүйгіштікке тәрбиелеу.
дамыту: жаңа қосымша инновациялық ақпараттармен хабардар етіп түрлі оқу әдістерін қолдану.
Оқыту әдісі: Тақырыппен таныстыру (презентация), плакаттар жинағы, мультимедиялық құрылғы бейнемагнитофон, CD, DVD дискілер.
Материалды – техникалық жабдықталуы: Плакаттар жинағы, тесттік жұмыстар.
а)техникалық құралдар: Микроскоп, мультимедиялық құрылғы бейнемагнитофон, CD, DVD дискілер.
ә) көрнекі және дидактикалық құралдар: Плакаттар жинағы, слайдтар.
б) оқыту орны : 413, 427 б, 428 бөлме.
Әдебиеттер:
Негізгі әдебиеттер:
1.С.А.Әбилаев «Молекулалық биология және генетика» - Оқулық.Шымкент – «АСҚАРАЛЫ» баспасы,2008ж.
1.Медицинская биология и генетика / Под. Редакцией Куандыкова Е.У. – Алматы,2004
2. Мушкамбаров Н.Н.Кузнецов С.Н.Молекулярная биология.Учебное пособие для студентов медицинских вузов – Москва: Наука,2003,544с.
3. Ньюссбаум Р.И.др.Медицинская генетика: учебное пособие / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П – М.,2010. – 624с.
4. Притчарт Д.Дж., Корф Б.Р.Наглядная медицинская генетика / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П. – М.,2009 – 200с.
Қосымша әдебиеттер:
1.Введение в молекулярную медицину / под.ред.Пальцева М.А. – М.,Медицина,2004
2. Генетика. Учебник / под.ред.академика РАМН Иванова В.И. – М., ИКЦ «Академкнига»,2006 .
3.Гинтер Е.К.Медицинская генетика – М.,Медицина,2003.
4. Казымбет П.К., Мироедова Э.П.Биология.Учебное пособие – Астана,2006,2007.
5. Медицинская паразитология.Учебное пособие.Барышников Е.Н. – М., ВААДОС – пресс,2005.
6. Пехов А.П.Биология и общая генетика. Учебник – СПб,2006.
7. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей. Пер с англ. – М.: БИНОМ – Пресс,2003.
Ұйымдастыру кезеңі: 5 мин (15 %)
Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру
Жаңа сабақ түсіндіру 65 мин (30%)
Тақырыпты жоспарымен таныстыру
Түсіндірілетін материалдық негізділігімен жеткізілуінің ғылымилығы
Жаңа сабақты сапалы игеру үшін түрлі оқу әдістерін қолдану.
Ұсақ молекулалы заттардың биомембрана арқылы өткізілуінің 3 жолы белгілі:
а) жай диффузия;
б) жеңілдетілген диффузия;
в) белсенді тасымалдану.
Жай диффузия-өздігінен, ешбір көмексіз, заттардың концентрация градиенті (жоғары концентрациядан төменгі концентрация) бағытында мембрана арқылы өтуі.
Мұндай әдіс арқылы кіші молекулалы гидрофобтық органикалық қосылыстар (май қышқылдары, зәр қышқылдары) және ұсақ, бейтарап молекулалар (Н2О, СО2, О2) өтеді.
Мембрана арқылы шектелген қуыстардың (органеллалар) концентрация айырмашылығы көбейген сайын диффузия жылдамдығы да пропорциональ өседі, ал олардың концентрациясы теңессе диффузия тоқталады.
Ұсақ молекулалы заттардың өткізілу жобасы
Жеңілдетілген диффузия бұл әдісте-де заттар өздерінің концентрация градиенті бағытында мембрана арқылы өтеді, яғни жоғары концентрациядан төменгі концентрация бағытында, бірақ бұл құбылыс өздігінен жүзеге аспайды, ал ерекше тасымалдау ақуызы-транслоказаның көмегімен жүреді.
Транслоказалар -өздері өткізетін заттарға азды-көпті сай болып келетін интегралдық ақуыздар. Мысалы, эритроцит мембранасындағы аниондық арналар (каналдар), қозғыш жасушалар плазмолеммасындағы К+ арналары (каналдары), саркоплазмалық ретикулум мембранасындағы Са+-арналары (каналдары). Транслоказалар арқылы жай диффузия жолымен өте алмайтын заттар ғана өткізіледі, бірақ кейде, кейбір заттар, жай диффузия және жеңілдетілген диффузия арқылы да өтеді, мысалы судың (Н2О) бүйрек араншықтары және секреторлық эпителий жасушалар мембранасы арқылы өтуі. Аталған мембраналарда су молекулаларының диффузиялану қарқынын арттыратын транслоказа-аквапорин деп аталатын ақуыз болады.
Транслоказалар-бірнеше бөлшектерден (субъединицалардан) тұрады, олардың әрекет ету тетіктерінің (механизмінің) бірнеше түрлері болуы мүмкін:
1) Транслоказа бөлшектері (субъединицалары) арасында белгілі бір өлшемді заттарды ғана өткізетін және барлық уақытта ашық болатын гидрофильдік арна (канал) болады;
2) Транслоказа арнасы барлық уақытта ашық болмайды, оның ашылуы үшін транслоказа бөлшектері бетімен арнайы лиганданың байланысуы қажет;
3) транслоказаларда ешқандай арна болмайды, олар лигандамен (өткізілетін зат) байланысып мембрана жазықтығында 1800 айналады да мембрананың екінші бетінде лиганданы (өткізетін затты) босатып шығарады.
Белсенді тасымалднау-мембрана арқылы заттардың өткізілуі транслоказалар көмегімен жүзеге асады, бірақ бұл кезде заттар олардың концентрация градиентіне қарама-қарсы бағытта, яғни концентрациясы аз ортадан концентрациясы жоғары ортаға, өткізіледі.
Заттардың бұлайша өткізілуі белгілі бір мөлшерде энергия жұмсауды қажет етеді. Ал энергия көзі болып АТФ гидролизі (Nа+, К+ сорғышы, Са2+-сорғышы), не тотығу-тотықсыздану үдерісі (митохондрияларда)-Н+ионы сорғышы саналады. Белсенді тасымалдауды энергиямен қамтамасыз етудің тағы бір тетігі-концентрация градиенті бағытында өткізілетін бір заттың-У концентрация градиентіне қарама-қарсы бағытта өткізілетін екінші бір затпен-Х, қабаттасып өткізілуі. Бұл жағдайда, У өткізілуінде бөлінетін энергия мөлшері Х-өткізуге жұмсалатын энергиядан артық болуы қажет.
Бұл құбылыстың 2 нұсқасы белгілі: симпорт және антипорт.
Симпорт кезінде транслоказа екі затты (У,Х) бір бағытта өткізеді, оның біреуі-У концентрация градиенті бағытында диффузияланып екінші затты-Х, өзімен бірге ілестіріп өткізеді. Мысалы, бүйрек арнашықтарынан глюкозаның реабсорбциялануы (кері сорылуы) осындай тетік (механизм) арқылы Nа+ ионымен бірге симпортталынады. Егер симпортқа қатынасатын заттардың екеуі де иондар болатын болса, олар түрліше зарядталған болуы қажет. Антипорт-транслоказа арқылы заттардың (У,Х) қарама қарсы бағыттарға өткізілуі, яғни У молекуласы Х-молекуласымен алмастырылады.
Эукариотарда антипорт өте сирек кездеседі.
Екі заттың бірлесіп тасымалдану жобасы
1) Nа+, К+-сорғышы немесе Nа+, К+-тәуелді АТФаза-2-ширатпадан, 2β-құрылымнан тұратын интегралдық ақуыз. Ол АТФ энергиясын пайдаланып Nа+ және К+ иондарын олардың концентрация градиентіне қарсы бағытқа өткізеді, яғни Nа+ ионын-жасушадан сыртқа, ал К+ ионын-жасуша ішіне.
Достарыңызбен бөлісу: |