Презентация на тему Функции биологических мембран. Ионы каналов мембран

мембран и их свойства.
Мембранные белки и их свойства.
Структура и

функции ионных каналов мембран.
Искусственные мембраны

от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы.
Обеспечивают транспорт

веществ в клетку и из нее, из цитоплазмы в органеллы и наоборот.
Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование сигналов из окружающей среды, узнавание веществ клеток и т. д.).
Являются катализаторами (обеспечение примембранных химических процессов).
Процессы трансформации и запасания энергии

зависит от их типа и функций, однако основными составляющими

являются
Липиды
Белки
Углеводы

составе биологических мембран обнаружены липиды трех классов: фосфолипиды, гликолипиды

и стероиды.
Фосфолипиды
Основную структурную роль в мембранах играют фосфолипиды. Они обладают выраженной способностью формировать двухслойные структуры (бислои) при смешивании с водой. молекулы которых состоят из гидрофильной части — «головки» и гидрофобной части — «хвоста». В водной среде фосфолипиды бислоя расположены таким образом, что жирно-кислотные остатки обращены внутрь бислоя , а гидрофильные «головки» — наружу.

за рецепцию некоторых биологически активных веществ, участвуют в дифференцировке

ткани, определяют видовую специфичность.
Стероиды — представлены в основном холестерином .Холестерин в составе биологических мембран играет роль модификатора бислоя, придавая ему определенную жесткость за счет увеличения плотности «упаковки» молекул фосфолипидов

белки делятся на интегральные и периферические.

Интегральные мембранные белки прочно встроены в мембрану и

могут быть извлечены из липидного окружения только с помощью детергентов или неполярных растворителей. По отношению к липидному бислою интегральные белки могут быть трансмембранными политопическими или интегральными монотопическими.
Периферические мембранные белки являются монотопическими белками. Они либо связаны слабыми связями с липидной мембраной, либо ассоциируют с интегральными белками за счёт гидрофобных, электростатических или других нековалентных сил.

структуры, в состав которых входят глюкоза, галактоза, нейраминовая кислота,

фукоза и манноза. Углеводные компоненты биологической мембране. Открываются в основном во внеклеточную среду, образуя на поверхности клеточных мембран множество ветвистых образований, являющихся фрагментами гликолипидов или гликопротеидов.
Их функции:
Контроль за межклеточным взаимодействием
поддержанием иммунного статуса клетки
обеспечением стабильности белковых молекул в биологической мембране.

огромное значение для жизни клеток. Они обеспечивают обмен клетки

с окружающей средой, ими поддерживаются процессы возбуждения и торможения в нервной системе и мышцах, обеспечивают восприятие клеткой внешних сигналов и передачу возбуждения на другие клетки. Обобщая, можно сказать, что почти все важнейшие физиологические процессы начинаются с ионных каналов!
Итак, ионный канал (ИК) - это сложный интегральный белок, образующий в мембране пору для обмена клетки с окружающей средой ионами K+, Na+, H+, Ca2+, Cl- и водой и способный изменять свою проницаемость.
Каналы представляют собой липопротеиновые структуры, пронизывающие мембраны. Они служат для переноса определенных ионов и могут находиться в открытом или закрытом состоянии.

и тургор.
2. Регуляция pH: закисление и защелачивание.
3. Регуляция ионного

обмена (обмен солей): изменение внутриклеточного ионного состава и концентрации.
4. Создание и изменение мембранных потенциалов: потенциал покоя; в возбудимых клетках - локальные потенциалы, потенциал действия.
5. Проведение возбуждения в возбудимых клетках:
обеспечение движения нервных импульсов.
6. Трансдукция в сенсорных рецепторах:
преобразование раздражения
(стимула) в возбуждение.
7. Управление активностью клетки:
за счёт обеспечения
потоков вторичного мессенджера - Са2+.

находятся в постоянно открытом состоянии и обеспечивают постоянный ионный

ток через открытую пору канала как в клетку, так и из клетки. Процесс перемещения ионов через такие ИК идёт пассивно за счёт диффузии под действием химических сил (по градиенту их концентрации) и/или электрических сил.
Примеры: калиевые каналы утечки (они участвуют в формировании нервными клетками мембранного потенциала покоя), эпителиальные натриевые каналы ENaCs (они обеспечивают обратное всасывание ионов натрия в почках, прямой кишке, лёгких, потовых железах и пр., также обеспечивают восприятии солёного вкуса вкусовыми рецепторами во рту).

действием сдвига электрического потенциала мембраны, превышающего критический уровень деполяризации.

Поэтому при достижении определённого порогового уровня деполяризации мембраны они открываются, а при обратном снижении уровня деполяризации -оказываются закрытыми . Именно такого типа потенциал-управляемые натриевые ИК обеспечивают перемещение нервного импульса по мембране нейрона.
Примеры: тетродотоксин-чувствительные натриевые каналы, потенциал-активируемые К-каналы, кальциевые каналы пресинаптических окончаний аксонов.

лигандами, так и определённым электрическим потенциалом мембраны. Можно сказать, что

у них двойное управление.
Пример: NMDA-рецепторно-канальный комплекс, имеющий сложную систему управления, влючающую в себя 8 рецепторных участков-сайтов, с которыми могут связываться различные лиганды.
Стимул-управляемые (механочувствительные, механосенситивные, стретч-активируемые,  stretch-activated, протон-активируемые). Они открываются под воздействием специфичного и адекватного для них стимула (раздражителя). Такие каналы обеспечивают сенсорное восприятие и располагаются в мембране сенсорных рецепторов.
Пример: механочувствительные ИК рецепторных волосковых  клеток, обеспечивающих слуховое восприятие.

транспортёры). Это особая группа динамичных пор, проводящих ионы через

мембрану, которые формально не относятся к ИК. Их деятельность обеспечивается энергией расщепления АТФ. Они представлены мембранными ферментными белками АТФ фазами, которые активно протаскивают через себя ионы, используя для этого энергию расщепления АТФ, и обеспечивают активный транспорт ионов через мембрану даже против их градиента концентрации.
Примеры: натрий-калиевый насос, протонный насос, кальциевый насос.

Их значение определяется важностью функций, которые они выполняют в

процессе нормальной жизнедеятельности, а также многообразием заболеваний и патологических состояний, возникающих при различных нарушениях мембранных функций и проявляющихся практически на всех уровнях организации — от клетки и субклеточных систем до тканей, органов и организма в целом.