Структура біологічної мембрани - Студопедія

(сучасна концептуальна модель біомембрани Сінгера-Ніколсона [НД23]) [Мф24]

Клітинні мембрани побудовані за загальною схемою. Основою всіх біомембран є подвійний шар ліпідів (фосфоліпідів та гліколіпідів) [Мф25].

Чому ці ліпіди стали основою всіх клітинних мембран? Перебуваючи у водному середовищі, вони мають властивість самоорганізовуватися. Як? Ці ліпіди амфіфільні, тобто. мають гідрофільну (полярну) та гідрофобну (неполярну) частини [5] (рис. 409122014).

Мал. 409122014. Гідрофільна [V.G.26] частина (головка) (5) фосфоліпіду представлена ​​фосфатним залишком (2) з приєднаним до нього холіном (1), етаноламіном або серином. Гідрофобну частину (хвости) (4) складають жирні кислоти.

Гідрофобні хвости повертаються один до одного, а гідрофільні головки стикаються з водяними фазами.
Причому утворюються замкнуті структури клітини, тобто обмежують певний обсяг (порожнину мембрани) від довкілля чи інших частин клетки.[7]	[8]

Ядро та мітохондрії мають подвійну мембрану, тобто. подвійний бислой фосфоліпідів [9] →

Включені в мембрану білки, зазвичай, ділять на інтегральні (синонім – внутрішні [10]) і периферичні (синоніми: поверхневі, зовнішні [11]), часто виділяють напівінтегральні білки (рис. 409111002).

Мал. 409111002. Білки біомембрани: 1 – інтегральний, 2 – периферичні, 3 – напівінтегральний.

Отже, загалом, біомембрани складаються з бислоя фосфоліпідів і включених до них білків. А тепер дещо докладніше про будову біомембран.

Насамперед, слід зазначити, що зовнішня івнутрішня поверхня мембран розрізняються за складом ліпідів, білків та наявності вуглеводів - поперечна асиметрія. [12]

Мембрани включають багато холестерину (рис. 409122241):[13]

Мал. 409122241. Включення молекул холестерину до біомембрани (позначені Х): [14]

Відмінності периферичних та інтегральних білків визначають ступінь зв'язування їх із мембраною, але з спосіб їх прикріплення до бислою.[15]

Способи прикріплення білків до мембрани різноманітні:

Зв'язування з "якорними" білками, зануреними в бислой. Приклади: F1-частина Н + -АТФази пов'язана з F0-частиною, зануреною в мембрану; сукцинатдегідрогеназу, деякі білки цитоскелета.

Зв'язування з поверхнею бислоя
	електростатична природа. Приклад: основний мієліновий білок.
	гідрофобної природи, але практично без занурення в бислой. Приклад: піруватоксидаза, фосфоліпази.

Зв'язування за допомогою гідрофобного "якоря"
	Приклад: Цитохром b5 має короткий кінцевий сегмент із неполярних амінокислотних залишків.
	Деякі білки використовують як "якоря" ковалентно пов'язані з ними жирні кислоти або фосфоліпіди, наприклад, лужна фосфатаза еукаріотів

Перетин мембрани трансмембранними білками
	Глікофорин має одиночний трансмембранний сегмент
	Лактопермеаза та бактеріородопсин мають кілька трансмембранних сегментів.

Ще раз розглянемо схему локалізації білків у мембрані з підручника [b] з якою Ви докладнознайомитиметеся на наступних заняттях та лекціях (рис. 40912213).

Мал. 40912213. Локалізація білків у мембранах.1,2-трансмембранні білки, приклад: глікофорин, рецептор адреналіну;3-зв'язування з білками, зануреними в бислой, приклад: фермент мітохондрій - сукцинатдегідрогеназу;4-зв'язування з поверхнею бислоя, приклад: мієліновий основний білок; 5- «заякорювання» за допомогою короткого кінцевого домену, приклад: цитохром b5;6-«заякорювання» за допомогою ковалентно-пов'язаного ліпіду, приклад: фермент лужна фосфатаза.

Інтегральні білки утворюють гідрофільні канали → Детальніше дивись далі або [-144-С.98]

Наведемо деякі схеми, що показують докладніше будову біомембрани (рис. 409122245, 409122246, 409122247).

Мал. 409122245. Схема будови цитоплазматичної мембрани:внизу -видзверху, .вгорі -поперечний розріз [16]

Мал. 409122246. Тривимірна схема рідинно-мозаїчної моделі мембрани[17]

1 -гліколіпід,2 -іонний канал, 3 - фосфоліпід,4 -інтегральний білок,5 -олігосахаридний бічний ланцюг,6- гідрофобна ділянка а-спіралі, 7 - а-спіральна білкова молекула,8 -холестерин,9 -зовнішня поверхня,10 -ліпідна серцевина,11 -внутрішня поверхня.

Мал. 409122247. Тривимірна модель біомембрани з частковим поділом бислоя.[18]

Біологічна мембрана часто є частиною оболонки (рис. 409122254).

Клітинна оболонка (поверхневий апарат) включає три компоненти: плазматичну мембрану (плазмолемму), надмембранний та підмембранний шари [Б27]. Коротко зупинимосяна навколомембранних шарах, докладно див [+598 +, С.6-9].

Надмембранний шар (глікоколікс)має ніжну фібрилярну структуру [Б28] . До його складу входять периферичні білки та вуглеводні компоненти гліколіпідів та глікопротеїнів плазмолеми, частково інтегральних білків (див. рис[Б29].), а також різні сполуки, адсорбовані клітинною поверхнею[Б30]. Істотно, що у різних клітинах організму інтенсивність розвитку надмембранного шару, його хімічний склад, і навіть функції неоднакові[Б31] [Б32] . Товщина гликокаликса – близько 50 нм [Б33], тобто. він у 5 разів товщі за мембрану.

Підмембранний шар,представлений вузькою ділянкою цитоплазми, примикає до плазмолеми з внутрішньої сторони [Б34] . Гіалоплазма в цій галузі більш в'язка і практично не містить органел [Б35]. Тут зосереджені структурні елементи опорно-скоротливого апарату клітини - цитоскелета [Б36].

Мал. 409122254. [19] Схема оболонки клітини: A – надмембранний шар (глікокалікс); B – плазматична мембрана; C – підмембранний шар.

1 – глікопротеїд, 2 – гліколіпід

Мал. 409122308. [20] Схематичне зображення клітинної мембрани.

Мал. 409122309. [21] Схематичне зображення клітинної мембрани з елементами цитоскелету.

Мал. 409122310. [22] Схема організації спектрин-актинової мережі:1 -ліпідний бішар;2 -інтегральні білки;3 -актин;4 -тетрамер спектрину

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:

Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно

---