Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Пространственная организация белковых молекул
Выделяют 4 вида пространственной организации: 1) Первичная структура белка: последовательность расположения аминокислот в цепи, составляющей молекулу белка. Именно эта структура определяет свойства молекул белка 2) Вторичная(спираль): упорядоченное свертывание цепи в спираль 3) Третьичная: укладка белковых цепей в глобулы 4) Четвертичная: характерная для сложных белков, молекулы которых образованы двумя и более глобулами. Нуклеиновые кислоты – биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований.
ДНК – сахар рибоза РНК – сахар рибоза ДНК присутствует в ядрах всех растительных и животных клеток, где она находится в комплексе с белками и является составной частью хромосом. РНК сосредоточена в основном в цитоплазме – жидком содержимом клетки. Большую часть ДНК составляет р-РНК (рибосомная) Рибосомы – мельчайшие тельца, на которых идет синтез белка. Небольшое количество РНК представлено т-РНК, которая участвует в белковом синтезе. Информация о структуре белков содержится в матричной РНК(м-РНК). Инфа о структуре белков, закодированная в последовательности ДНК, должна передаваться от одного поколения к другому, поэтому необходимо ее безошибочное копирование – синтез т акой же молекулы ДНК(репликация). Функцией ДНК является хранение, передача и воспроизведение в ряду поколений генетической инфы, а основным свойством ДНК – является ее способность к репликации(самоудвоению). Биофизика клетки Клетка – элементарная структурная и функционная единица живого. Клетка отграничена от других клеток и от внешней среды специальной мембраной и имеет ядро, в котором сосредоточена основная часть информации, контролирующая наследственность. Структура клетки Химический состав клетки 70-80% массы клетки составляет вода, в которой растворены разнообразные соли и низкомолекулярные органические соединения. Основные компоненты клетки: белки и нуклеиновые кислоты. Часто клетки содержат небольшое количество запасных веществ, служащих пищевым резервом. Главные части. Клетка состоит из трех основных частей: 1) Мембрана: кроме разграничения клетки от внешней среды выполняет защитную функцию для внутреннего содержимого, окружает гетерогенный материал, называемый цитоплазмой. В цитоплазме погружено круглое/овальное ядро. Кроме перечисленных функций мембрана выполняет рецепторную функцию(восприятие сигналов внешней среды) и транспортную функцию.
2) Цитоплазма: образует ряд специфических структур – микроворсинки, реснички, клеточные отростки. Эти структуры выполняют функцию движения. 3) Митохондрии: содержат вещества, богатые энергией, участвуют в процессах клеточного дыхания и преобразования энергии. 4) Рибосомы: в них содержатся клеточные белки, которые участвуют в белковом синтезе и присутствуют во всех клетках человека. Живая клетка обладает рядом свойств: обмен веществ, раздражимостью(способностью реагировать на внутренние и внешние воздействия), ростом и размножением, подвижностью(на основе перечисленных свойств осуществляются функции целого организма). Биофизические процессы в клетках обеспечивают реализацию механизмов нервной регуляции, регуляции физико-химических показателей внутренней среды(рН, давление..), создание электрических зарядов клеток, распространение возбуждения, выделение секретов, гормонов, ферментов, реализацию действия фармакологических препаратов.
Клеточные мембраны Биофизика мембран изучает структуру и функции биологических мембран. Такие фундаментальные процессы как биосинтез, фотосинтез, трансформация и передача энергии, выведение веществ из клетки протекают с обязательным участием биомембран. 1935г. Даниелли и Давсон предложили первую модель мембраны(общую для всех клеток) как трехслойный структуры – между двумя слоями белка лежит двухрядный слой лепидов. 1956г. Даниелли и Стейн дополнили модель мембраны допущением возможности проникновения гидрофобной части белковой молекулы в лепидный биослой.
1972г. Синджер и Николсон предложили жидко-мозаичную модель мембраны, ныне принятую, основу которой составляют липиды, находящиеся в жидкокристаллическом состоянии, которые погружены в разной степени молекулы белка. Виды биологических мембран Существуют различные классификации мембран в зависимости от классификационных признаков.
1) По происхождению: - естественные - искусственные 2) Зачастую естественные мембраны делят по принадлежности к органоидам: - наружная(цитоплазматическая) - ядерная-митохондриальная - эндоплазматическая Биологические мембраны, как правило, имеют сложную структуру и отличаются _____ устойчивостью к внешним воздействиям. Поэтому для изучения основных свойств клеточных мембран используются различные искусственные системы, которые моделируют процессы, происходящие в биомембранах. 3) по выполняемой функции: - фотосинтетические - рецепторные - энергосопрягающие - возбудимые - невозбудимые 4) Искусственные мембраны в зависимости от включения в их структуру различных белков, переносчиков, ферментов подразделяются на: - модифицированные - немодифицированные Проницаемость мембраны – это способность мембраны пропускать через себя различные вещества – понятие динамическое, определяемое количеством молей вещества, проникающих через единицу поверхности в единицу времени. 5) по проницаемости мембраны делятся на: - проницаемые – мембраны одинаково хорошо пропускающие вещества в обоих направлениях - полупроницаемые – мембраны, через которые проходят только одни вещества в прямом и обратном направлении, а другие вещества не проходят вообще - избирательнопроницаемые – мембраны, избирательно пропускающие одни соединения и не пропускающие близкие по структуре вещества. Мембранный транспорт – Это любой переход атомов, ионов и молекул веществ через мембрану из среды в клетку или в обратном направлении независимо от сил, путей и механизмов. Классификация мембраного транспорта 1) В зависимости от характера связей транспорта одного вещества от переноса других веществ выделяют: - унипорт – транспорт веществ через мембрану независимо от транспорта других соединений - симпорт – одновременный и однонаправленный перенос веществ - антипорт – одновременный транспорт веществ через мембрану в разных направлениях - потранспорт – взаимозависимый транспорт веществ через мембрану 2) Мембранный транспорт можно классифицировать в зависимости от ____ энергии: - пассивный транспорт – перенос вещества идет самопроизвольно с уменьшением свободной энергии системы - активный – перенос вещества, как правило, против электрохимического градиента с участием АТФ, с затратой энергии непосредственно в акте переноса - вторично-активный транспорт – перенос соединений за счет предварительно созданных градиентов, за счет первичного активного транспорта Транспорт веществ осуществляют специальные мембранные структуры: каналы, переносчики, насосы. Каналы – образования белковой природы, имеющие центральную полость для прохождения преимущественно ионов одного вида, и механизмов, обеспечивающих их открытие и закрытие. Переносчики – молекулы веществ, осуществляющие транспорт веществ в результате взаимодействия с переносимым веществом. Насосы – мембранные АТФ, специализирующиеся на противоградиентном переносе за счет энергии АТФ.
Биоэлектрические явления Процессы жизнедеятельности неразрывно связаны с различными формами биоэлектрических явлений. Они сопровождают возникновение возбуждения и его проведение по нервным волокнам, сокращение волокон мышц, процессы всасывания в ЖКТ, восприятие вкуса, запаха и т.д.
Причиной возникновения биоэлектрических явлений являются постоянно происходящие в процессе жизнедеятельности перераспределения ионов на мембранах и их транспорт. На практике они регистрируются как разность электрических потенциалов между двумя точками живой ткани, которая измеряется с помощью микроэлектродов. Потенциал покоя Между внутренней и наружной поверхностями клеточной мембраны всегда существует разность потенциалов, которая называется потенциалом покоя. На основании экспериментального материала было установлено, что цитоплазма клеток в состоянии покоя имеет «-» Потенциал по отношению к потенциалу межклеточной жидкости. Причиной возникновения потенциала покоя является неравномерное распределение ионов Na и К между содержимым клетки и окружающей средой. Концентрация ионов К внутри клеток в 20-40 раз превышает их содержание в окружающей клетку жидкости. Напротив, концентрация Na в межклеточной жидкости в 10-20 раз больше, чем внутри клетки. Такое распределение обусловлено работой натриево-калиевого насоса(насос переносит из клетки во внешнюю среду 3 иона Na в обмен на перенос 2-х ионов К внутрь клетки за счет молекулы АТФ) Согласно теории, клеточная мембрана в состоянии покоя проницаема только для ионов калия. Если принять во внимание, что потенциал покоя определяется диффузией ионов калия из цитоплазмы наружу, то его величина определяется из уравнения Нернста: -- отношение концентраций К снаружи к внутренней R – газовая постоянная, n—валентность К, F – число Фарадея, T – абсолютная температура. В состоянии покоя мембрана в небольшой степени проницаема для ионов Na и Cl. Мембранный потенциал представляет собой результирующую ЭДСил, генерируемых всеми 3 каналами. Соотношение коэффициентов проницаемости покоя: Рк: РNa: Pcl = 1: 0,04: 0,45 Потенциал действия Все клетки возбудимых тканей при действии различных раздражителей способны переходить в возбужденное состояние. К возбудимым относятся: нервная, железистая и мышечная ткани. Возбудимост ь – способность клеток к быстрому ответу на раздражение. Обязательным признаком возбуждения является изменение электрического состояния клеточной мембраны. Общее изменение разности потенциалов между клеткой и средой,происходящее при пороговом и сверхпороговом возбуждении клетки называется потенциалом действия.
Если измерить разность потенциалов между возбужденным и невозбужденным участками, то возбужденный участок будет электроотрицательным по отношению к невозбужденному. Когда применили методику внутриклеточного отведения потенциалов, то обнаружили, что при возбуждении мембранный потенциал не просто падает до 0, а продолжает изменяться некоторое время. Возникновение потенциала действия связано с увеличением проницаемости мембраны для ионов Na и последующим усилением диффузий этих ионов внутрь клетки, что приводит к изменению мембранного потенциала(уменьшается). Уменьшение потенциала ниже критического уровня приводит к увеличению проницаемости мембраны и сопровождается усилением диффузий Na в цитоплазме, вызывает еще более значительную деполяризацию мембраны. Интенсивность потоков ионов К из клетки наружу в первые моменты времени остается прежним. Усиленный поток Nа вызывает вначале исчезновение избыточного отрицательного заряда на внутренней поверхности мембраны, а затем приводит к перезагрузке мембраны(овершут). Поступление ионов Na в клетку продолжается до тех пор, пока внутренняя поверхность мембраны не приобретет «+» заряд достаточный для уравновешивания и прекращается до его дальнейшего перехода в клетку. Отношение коэффициента проницаемости в этот момент следующая: Рк: РNa: Pcl = 1: 20: 0,45 Величина мембранного потенциала в момент возбуждения определяется следующим образом: Общее изменение мембранного потенциала будет складываться из потенциала покоя и потенциала при возбуждении. Амплитуда потенциала действия достигает от 90-130 мВ. Период, в течение которого проницаемость для ионов натрия увеличивается, является небольшим (1 минута) в следующий за этим – наблюдается увеличение проницаемости мембраны для ионов калия. Таким образом, поток ионов калия из клетки наружу возрастает, а встречный поток ионов натрия уменьшается. Это происходит до тех пор, пока не восстановится потенциал покоя – реполяризация мембраны. Итого: формирование потенциала действия обусловлено двумя потоками через мембрану: поток ионов натрия внутрь клетки приводит к перезарядке мембраны, а противоположно направленный поток ионов калия обуславливает восстановление исходного потенциала покоя.
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; просмотров: 430; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.183.137 (0.032 с.) |