Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Физикохимия проницаемости биологических мембран

ти  ионных  каналов.  Ионные  каналы
представляют собой субъединичный комплекс белков, пронизывающий мембрану.  В
центре  его  существует  трубка,  сквозь  которую  могут   проходить   ионы.
Количество ионных каналов  на  1  мкм   поверхности  мембраны  определяли  с
помощью    радиоактивно-меченного    блокатора    натриевых    каналов     -
тетродотоксина. Известно, что  одна  молекула  ТТХ  связывается  только    с
одним  каналом.    Тогда  измерение  радиоактивности  образца  с   известной
площадью позволило показать, что на 1 мкм аксона  кальмара  находится  около
500  натриевых  каналов.  Впервые  это  было  обнаружено   в   1962   г.   в
исследованиях проводимости бислойных липидных мембран (БЛМ)  при  добавлении
в  раствор,  омывающий   мембрану,   микроколичеств   некоторого   вещества,
индуцировавшего  возбуждение.  На  БЛМ  подавали  постоянное  напряжение   и
регистрировали ток. Запись тока во времени имела  вид  скачков  между  двумя
проводящими состояниями.
    Результаты  экспериментов  выполненных  на  различных  ионных   каналах
показали, что проводимость ионного канала дискретна и он может находиться  в
двух  состояниях:  открытом   или   закрытом.   Выбросы   тока   обусловлены
одновременным открытием 2-х или  3-х  каналов.  Переходы  между  состояниями
ионного  канала  происходят  в  случайные  моменты  времени  и   подчиняются
статистическим закономерностям. Нельзя  сказать,  что  данный  ионный  канал
откроется именно в этот момент времени. Можно  лишь  сделать  утверждение  о
вероятности открывания канала в определенном интервале времени.
    Ионные  каналы  описывают  характерными  временами  жизни  открытого  и
закрытого состояний.
    4.  Зависимость параметров канала  от мембранного потенциала. Ионные
каналы нервных волокон чувствительны к мембранному потенциалу, например
натриевый и калиевый каналы аксона кальмара. Это проявляется в том, что
после начала деполяризации мембраны соответствующие токи начинают
изменяться с той или иной кинетикой. На языке "ионных каналов" этот процесс
происходит следующим образом. Ион-селективный канал имеет так называемый
"сенсор" -некоторый элемент своей конструкции, чувствительный к действию
электрического поля (см. рисунок). При изменении мембранного потенциала
меняется величина действующей на него силы, в результате эта часть ионного
канала перемещается и меняет вероятность открывания или закрывания "ворот"
-своеобразных заслонок, действующих по закону "все или ничего".
                          Структура ионного канала
    Ион-селективный  канал  состоит  из  следующих  частей  (см.  рисунок):
погруженной  в  бислой  белковой  части,  имеющей  субъединичное   строение;
селективного  фильтра,  образованного   отрицательно   заряженными   атомами
кислорода, которые жестко расположены на  определенном  расстоянии  друг  от
друга и пропускают ионы только определенного диаметра; воротной части.
    "Ворота" ионного канала  управляются  мембранным  потенциалом  и  могут
находиться как в закрытом состоянии (штриховая  линия),  так  и  в  открытом
состоянии (сплошная линия). Нормальное  положение  ворот  натриевого  канала
-закрытое.  Под  действием  электрического  поля  увеличивается  вероятность
открытого  состояния,  ворота  открываются  и  поток  гидратированных  ионов
получает возможность проходить сквозь селективный фильтр.
    Если ион "подходит" по диаметру, то он сбрасывает гидратную оболочку  и
проскакивает на другую сторону ионного канала. Если же ион слишком велик  по
диаметру, как например, тетраэтиламмоний, он не в состоянии пролезть  сквозь
фильтр и не может пересечь мембрану. Если же, напротив, ион слишком мал,  то
у него возникают сложности в селективном фильтре, на  сей  раз  связанные  с
трудностью сбросить его гидратную оболочку. У "подходящего" иона  сброшенная
вода замещается на связи с атомами кислорода, расположенными  в  фильтре,  у
"неподходящего" иона стерическое  соответствие  хуже.  Поэтому  ему  труднее
пройти через фильтр и проводимость канала для него ниже.
    Блокаторы ионных каналов либо не могут пройти сквозь него, застревая  в
фильтре,  либо,  если  это  большие  молекулы  как   ТТХ,   они   стерически
соответствуют  какому-либо  входу  в  канал.   Так   как   блокаторы   несут
положительный заряд, их заряженная часть втягивается в канал к  селективному
фильтру  как обычный катион, а макромолекула закупоривает его.
    Таким образом, изменения электрических  свойств  возбудимых  биомембран
осуществляется  с  помощью  ионных  каналов.  Это  белковые   макромолекулы,
пронизывающие  липидный  бислой,  которые  могут  находиться  в   нескольких
дискретных  состояниях.  Свойства  каналов,  селективных  для  ионов  калия,
натрия и кальция могут по-разному зависеть от мембранного потенциала, что  и
определяет динамику потенциала действия в мембране, а  также  отличия  таких
потенциалов в мембранах разных клеток.

                                    * * *

    Нельзя  преувеличить  роль  проницаемости  плазматической   мембраны  в
жизнедеятельности клетки.  Большинство процессов, связанных  с  обеспечением
клетки энергией  и  избавлением  ее  от  продуктов   распада,   основаны  на
вышеописанных  механизмах.   Кроме  того,   специальные  функции   клеточной
мембраны заключаются в получении клеткой внешних  сигналов  (примером  этому
могут служить описанные взаимодействия клетки с гормонами).

Список использованной литературы:


    Антонов В. Ф., Черныш А. М., Пасечник  В.  И.,  и  др.  Биофизика.  М.,
Арктос-Вика-пресс, 1996
    Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина, Е. Ф.  Котовский  и  др.  Гистология.  М.
Медицина, 1999.
    Албертс Б.,  Брэй Д.,  Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки.  В
3-х томах. Том 1. М., Мир, 1994.
    Филлиппович Ю.Б. Основы биохимии. М., Высшая школа, 1985.

1234
скачать работу

Физикохимия проницаемости биологических мембран

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ