Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

также-ферменты, участвующие в окислении жирных кислот, кольцевая ДНК, РНК и ряд кофакторов. В митохондриях обнаружены миозиноподобные белки, обеспечивающие сокращение и расслабление'их в процессе функционирования.

Количество митохондрий в клетке варьирует в широких пределах (от 1 до 100000). По своей величине они сравнимы с бактериями ( за исключением дрожжевых клеток, в которых митохондрии не изолированы, а образуют одну гигантскую митохондриальную структуру). Для идентификации внутренней и наружной митохондриальных мембран, а также межмембранного пространства определяются цитохром с и моноаминоксидазы, сукцинатдегидрогеназы (см. табл. 1).

Митохондрии обычно локализованы вблизи наиболее функционально активных участков цитоплазмы. Так, в мышечных клетках они находятся вблизи сократительных элементов, в аксонах — вблизи синапсов, в экзокринных клетках связаны с ЭР и т. д.

Связь между отдельными типами мембранных структур клетки. Распределение митохондрий в клетке, Т-система мышечных клеток, связь плазматической мембраны с цито-плазматическими мембранами свидетельствуют о том, что большинство мембранных структур в клетке взаимосвязаны. Интересным примером в связи с рассмотрением типов цитоплазматических мембран является функция ЭР — синтез лизосомальных ферментов. Лизосомальные ферменты, освобождаясь от рибосом по канальцам шероховатого ЭР, транспортируются в канальцы и цистерны гладкого ЭР, а дальше — в зону комплекса Гольджи.

Установлено также, что ЭР посредством внутренней полости цистерн имеет прямую связь с перинуклеарным пространством и диктиосомами Гольджи. Важным доказательством, что мембраны ЭР образуют аутофагосомы, является высокая активность глюкозо-6-фосфатазы в обоих образованиях.

Имеются данные, что часть плазматической мембраны, участвующая в эндоцитозе, также принимает участие в образовании аутофагосом. Около 10 лет тому назад описай еще один возможный путь образования аутофагосом — при участии наружной ядерной мембраны.

Эти и другие данные указывают на то, что в процессах локального ограничения участка цитоплазмы, подлежащего лизосомальной деградации, участвуют большинство мембранных структур клетки: и ЭР, и плазматическая мембрана, и комплекс Гольджи, и мембраны лизосом, и наружная ядерная мембрана.

Мембраны ЭР участвуют ' в образовании пероксисом, сферосом (размером до 1 мкм) — частиц, содержащих гидролитические ферменты, липиды и ароматические кислоты, ломасом (мелких мембранных пузырьков с содержимым, сходным по составу с клеточной оболочкой). В образовании ломасом участвует и комплекс Гольджи. Получены сведения о генетической связи между пластидами и физодами (крупными, до 4 мкм образованиями в клетках бурых водорослей, располагающихся вокруг пластид в количестве, пропорциональном интенсивности света) .

Функциональную связь различного типа мембран можно показать на схеме (Покровский, Тутельян, 1976), иллюстрирующей участие лизосом в регуляции уровня секреции. Как видно из схемы (рис. 4), секрет (белок) синтезируется рибосомами и по каналам шероховатого ЭР переходит в цистерны гладкого. Затем секрет транспортируется в мембраны комплекса Гольджи, где и формируются секреторные гранулы, которые выводятся из клетки путем эндоцитоза. Если секрета много, часть секреторных гранул поглощается лизосомами и' подвергается лизосомальному перевариванию. Рис. 4. Схема функциональной связи некоторых типов мембран:

1 — плазматическая мембрана;

2 — митохондрия; 3 — вторичная лнзосома аутофагического типа; 4 — хлоропласт; 5 — секрет; 6 — секреторная гранула; 7 — постлизосома; 8 — эидоцитоз; 9 — гетерофагосо-ма (прелизосома); 10 — вторичная лнзосома гетерофаги-ческого типа; 11 — первичные лизосомы; 12 — комплекс Гольджи; 13 — гладкий; 14 — шероховатый эндоплазматнческий ретикулум; 15 — ядро; 16 — ядрышко

Все это можно расценивать как одно из доказательств определенного единства мембранных структур клетки. И это нам кажется естественным, если учесть, что появление жизни на Земле без отделения живого вещества от среды по типу мембранного барьера было бы невозможным.

1.2. ХИМИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ МЕМБРАН

С молекулярной точки зрения, биологические мембраны можно рассматривать как безграничные двумерные поверхности. Мембраны состоят в основном из белков и липидов, содержат также углеводы, неорганические ионы и воду. Соотношение главных составляющих мембран — белка и липида — колеблется в значительных пределах в зависимости от типа мембран, клеток и организмов. Так, в мембране леммоцитов (шванновских клеток) липида больше, чем белка, в 4 раза. Напротив, в мембранах бактерий белка больше, чем липида, в 3 раза.

В различного типа мембранах обнаружено много простых и сложных белков, различающихся по структуре, химическим и физико-химическим свойствам. Установлена также значительная вариабельность в составе липидов мембран. Ферментативные свойства отдельных типов мембран несколько различны, отдельные ферменты используют как маркеры в процессах выделения и очистки мембран.

Из этого можно заключить, что каждому типу биологических мембран свойственны уникальные черты молекулярной архитектуры и биохимических свойств.

В последние 10 лет достигнуты большие успехи в изучении химической природы и роли индивидуальных липидов в мембранах. Исследования строения, свойств и функции мембранных белков, глико- и липопротеидов, липополисахаридов и других мембранных компонентов менее эффективны. Основной причиной этого являются трудности выделения названных компонентов с сохранением свойственной каждому активности.

Липиды. Это большая и очень разнообразная группа низкомолекулярных веществ, хорошо растворимых в неполярных растворителях. Липиды содержат как полярные, так и неполярные группы и, как правило, располагаются на поверхностях раздела между гидрофильной и гидрофобной средами.

В среднем липиды составляют 40 % сухой массы мембран, из них 80 % приходится на фосфолипиды. Мембраны, выполняющие функции барьеров, содержат более высокий процент лип

страница 7
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Структура и функции мембран" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(23.08.2019)