Биологические мембраны,

КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ

пространственная взаимодополняемость (взаимное соответствие) поверхностей взаимодействующих молекул или их частей, приводящая, как правило, к образованию вторичных (Ван-дер-Ваальсовых, водородных, ионных) связей между ними. Уникальность и прочность комплементарных структур определяется высокой избирательностью и большой площадью взаимодействия на уровне атомных группировок или зарядов по принципу «ключ — замок» (комплексы антиген — антитело и фермент-субстрат, четвертичная структура белков, вторичная и третичная структура нуклеиновых к-т). Т. о., слабые взаимодействия в совокупности обеспечивают достаточно сильное притяжение, способное противостоять разрыву, вызываемому тепловым движением. Наиб, ярко К. проявляется в структуре двуспиральных ДНК и РНК, где две полинуклеотидные цепи образуют в результате комплементарного взаимодействия пар пуриновых и пиримидиновых оснований (А-Т, Г-Ц) двуспиральную молекулу. Уникальная вторичная и третичная структура одно-цепочечных полинуклеотидов (тРНК, рРНК) также определяется комплементарным спариванием оснований с образованием «петель» и «шпилек» вдоль по цепи. К. лежит в основе мн. явлений биол. специфичности, связанных с «узнаванием» на мол. уровне, — ферментативного катализа, самосборки биол. структур, высокой точности матричного синтеза полинуклеотидов in vivo и in vitro, мол. механизмов иммунитета и др. В случае взаимодействия кодон (иРНК) — ан-тикодон (тРНК) строгая К. необходима лишь для двух первых нуклеотидов ко дона и антикодона, в случае третьего нук-леотида «узнавание» иногда может не соответствовать правилам К. (неоднозначность соответствия).

тонкие пограничные структуры молекулярных размеров, расположенные на поверхности клеток и субклеточных частиц, а также канальцев и пузырьков, пронизывающих протоплазму. Важнейшая функция Б. м. — регулирование транспорта ионов, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена веществ (см. Проницаемость биологических мембран). Первоначально термин "Б. м." использовали при описании всех видов пограничных структур, встречающихся в живом организме, — покровных тканей, слизистых оболочек желудка и кишечника, стенок кровеносных сосудов и почечных канальцев, миелиновых оболочек нервных волокон, оболочек эритроцитов и др. К середине 20 в. было доказано, что в большинстве пограничных структур эффективную барьерную функцию выполняют не все элементы этих сложных образований, а только мембраны клеток. С помощью электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа удалось показать общность строения поверхностных клеточных мембран эритроцитов, нервных и мышечных клеток, бактерий, плазмалеммы растительных клеток и др. с мембранами субклеточных структур — эндоплазматической сети, митохондрий, клеточных ядер, лизосом, хлоропластов и др. Б.м. занимают огромную площадь (например, в организме человека только поверхностные мембраны имеют площадь, равную десяткам тыс. м²)и играют универсальную регуляторную роль в обмене веществ. Поэтому изучение структуры и функций Б. м. — одна из важнейших задач цитологии и молекулярной биологии. Функции Б. м. многообразны (см. табл.). Некоторые функции биологических мембран

- все виды мембран: активный транспорт веществ, общая и избирательная диффузия небольших молекул и ионов. Регулирование транспорта ионов и продуктов метаболизма внутри клеток.

-миелин. Электроизоляционные свойства.

- мембраны нервных клеток. Генерация нервного импульса

- мембраны хлоропластов. Преобразование световой энергии в хим энергию АТФ

- мембраны митохондрий. Преобрзование энергии биол окисления в хим энергию макроэргических фосфатных связей в АТФ.

- мембраны специализированных клеток. Фагоцитоз, пиноцитоз, антигенные свойства.

Покрывая клетку и отделяя её от окружающей среды, Б. м. обеспечивают морфологическую целостность клеток и субклеточных частиц, их прочность и эластичность. Поддерживая неравномерное распределение ионов калия, натрия, хлора и др. между протоплазмой и окружающей средой, они способствуют появлению разности биоэлектрических потенциалов. Свойства Б. м. в значительной степени определяют генерирование и проведение возбуждения как в нервных и мышечных клетках, так и в местах контакта между ними, т. е. в синаптических окончаниях (см. Синапсы). Б. м. митохондрий служат местом строго упорядоченного расположения ферментов, участвующих в синтезе богатых энергией соединений.

28. Органоиды (от орган и греч. éidos — вид), или органеллы — в цитологии постоянные структуры клеток. Каждый органоид осуществляет определённые функции, жизненно необходимые для клетки. Термин «Органоиды» объясняется сопоставлением этих компонентов клетки с органами многоклеточного организма. Органоиды противопоставляют временным включениям клетки, которые появляются и исчезают в процессе обмена веществ.

Иногда органоидами считают только постоянные структуры клетки, расположенные в ее цитоплазме. Часто ядро и внутриядерные структуры (например, ядрышко) не называют органоидами. Клеточную мембрану, реснички и жгутики тоже обычно не причисляют к органоидам.

Рецепторы и прочие мелкие, молекулярного уровня, структуры, органоидами не называют. Граница между молекулами и органоидами очень нечеткая. Так, рибосомы, которые обычно однозначно относят к органоидам, можно считать и сложным молекулярным комплексом. Все чаще к органоидам причисляют и другие подобные комплексы сравнимых размеров и уровня сложности — протеасомы, сплайсосомы и др. В то же время сравнимые по размерам элементы цитоскелета (микротрубочки, толстые филаменты поперечнополосатых мышц и т. п.) обычно к органоидам не относят. Степень постоянства клеточной структуры — тоже ненадежный критерий ее отнесения к органоидам. Так, веретено деления, которое хотя и не постоянно, но закономерно присутствует во всех эукариотических клетках, обычно к органоидам не относят, а везикулы, которые постоянно появляются и исчезают в процессе обмена веществ — относят. Во многом набор органоидов, перечисляемый в учебных руководствах, определяется традицией.

Хлоропласт (пластиды) – фотосинтез, 2хмембранная, растения, проститы. Имеют собственную ДНК. Предполагают, что хлоропласты возникли из цианобактерий в результате симбиогенеза.

Эндоплазматический ретикулум. Гранулярный: Трансляция и свертывание новых белков, синтез липидов – агранулярный. 1мембранный. Организмы – все эукариоты. На поверхности гранулярного эпс находится большое количество рибосом. Свернут как мешок. Агранулярный свернут в трубочки.

Аппарат Гольджи – сортировка и преобразование белков. 1мембранный. Все эукариоты. Ассиметричен, цистерны располагаются ближе к ядру клетки (цис-Гольджи). Содержит наименее зрелые белки, а от транс-Гольджи отпочковываются пузырьки, содержащие полностью зрелые белки.

Митохондрия – производство энергии, 2 мембр, большинство эукариот. Имеют собственную митохондриальную ДНК, предполагают, что они возникли в ходе симбиогенеза.

Вакуоль – запас, поддержание гомеостаза. В клетках растений, тургор. 1 мембр. Эукариоты. Более выражены у растений.

Ядро. Хранение ДНК, транскрипция рнк, 2 мембр, все эукариоты, содержит основную часть генома.

Рибосомы – синтез белка на основе матричных рнк при помощи транспортных рнк. Структура рибосомы – рнк и белок. Содержатся в эукариотах и прокариотах.

Везикулы. Запасают или транспортируют питательные вещества. 1 мембр, все эукариоты.

Лизосомы. Мелкие, лабильные образования, содержащие ферменты, в качестве гидролазы. Принимают участие в процессах переваривания фагоцитированной пищи и автолиза. 1 мембр, большинство эукариот.

Центросомы (клеточный центр) – центр организации цитоскелета. Необходим для процесса клеточного деления. Немембранн. Эукариоты.

Меланосома. Хранение пигмента. 1 мембр, животные.

Миофибриллы – сокращение мышечных волокон, сложно организованный пучок белковых нитей, животные.

29. Клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.

Дата добавления: 2015-04-24