БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ Презентация подготовлена доцентом ИМОЯК ТПУ, д.м.н. Проваловой Н.В. - презентация

1 БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ Презентация подготовлена доцентом ИМОЯК ТПУ, д.м.н. Проваловой Н.В.

2 Биологические мембраны – это тонкие плёнки. Мембраны образованы липидами и белками. Мембрана представляет собой непрерывную поверхность: у неё нет краев, она замыкается сама на себя или переходит в другую мембрану.

3 Структура молекулы фосфолипида В состав молекулы типичного фосфолипида входят следующие компоненты: – остаток молекулы глицерина; – остаток фосфорной кислоты; – азотистое основание; – два остатка жирных кислот. Глицерин, фосфат и азотистое основание образуют гидрофильную часть фосфолипида, которая хорошо смачивается водой. Остатки жирных кислот образуют гидрофобную часть, которая не смачивается водой.

4 Разнообразие липидов мембран Существует несколько типов фосфолипидов. Различия между ними определяются некоторыми особенностями химического состава. Кроме фосфолипидов в состав мембран входят и другие липиды, например, холестерин.

5 Двойственный характер структуры фосфолипидов определяет их поведение в различных растворителях: гидрофильная часть стремится перейти в полярный растворитель (например, воду), а гидрофобная часть – в неполярный (например, масло). В неполярных растворителях образуются скопления фосфолипидов (мицеллы), в которых гидрофобные хвосты направлены наружу, а гидрофильные головки – вовнутрь. В водной среде образуются мицеллы, в которых гидрофобные хвосты направлены к центу, а гидрофильные головки – наружу. На границе фаз «вода – масло» образуется мономолекулярный слой, в котором гидрофобные хвосты погружены в масло, а гидрофильные головки – в воду. Таким образом, фосфолипиды способны к самоорганизации в разных растворителях.

6 Самоорганизация фосфолипидов В неполярных растворителях фосфолипиды образуют мицеллы, в которых гидрофобные хвосты направлены наружу, а гидрофильные головки – вовнутрь. В водной среде фосфолипиды образуют мицеллы, в которых гидрофобные хвосты направлены к центу, а гидрофильные головки – наружу. На границе фаз «вода–масло» фосфолипиды образуют мономолекулярный слой, в котором гидрофобные хвосты погружены в масло, а гидрофильные головки – в воду.

7 Образование фосфолипидного бислоя При избытке фосфолипидов в водной среде происходит самопроизвольное образование двойного фосфолипидного слоя (бислоя), в котором углеводородные хвосты направлены вовнутрь, а гидрофильные головки наружу. Так возникает элементарная биологическая мембрана толщиной 7,5 нм. Биологические мембраны не имеют края: они всегда замыкаются на себя или переходят в другие мембраны. В простейшем случае возникают одномембранные сферы–пузырьки: вакуоли, или липосомы.

8 Модели биологических мембран Элементарные мембраны неустойчивы. В чистом виде элементарные мембраны не встречаются, но они входят в состав миелиновых оболочек аксонов. Обычно кроме фосфолипидов в состав мембран входят белки (иногда свыше 50% от всей массы мембраны), другие липиды (например, холестерин), а также сложные комплексы из этих молекул. Согласно модели липопротеинового плетеного коврика, мембрана образована переплетением липидных и белковых комплексов. Эта модель реализуется только в некоторых участках мембран, в области расположения сложных химических комплексов (например, K-Na-АТФазы). Наиболее универсальной является жидкостно-мозаичная (жидкокристаллическая) липопротеиновая модель, согласно которой основу мембран составляет фосфолипидный бислой, в котором «плавают» белки, липиды и их комплексы. На внешней поверхности мембраны располагаются углеводы (олигосахариды), образующие гликокаликс.

9 Плазмалемма Плазмалемма (плазматическая мембрана, цитоплазматическая мембрана, клеточная мембрана) – это биологическая мембрана, отделяющая цитоплазму клетки от наружной среды, или от клеточной стенки (оболочки). Плазмалемма обладает всеми характерными чертами биологических мембран. Основным свойством плазмалеммы является её избирательная проницаемость, что связанно с особенностями строения плазмалеммы.

10 Структура плазмалеммы 1 – фосфолипиды, 2 – прочие липиды мембраны, 3 – периферический белок, 4 – полуинтегральный белок, 5 – интегральный белок, 6 – олигосахариды гликокаликса, 7 – политопический сложный белок (гликопротеин), 8 – полуинтегральный сложный белок (гликолипопротеин).