9. Błony biologiczne – transport błonowy PDF

Preview

Summary

Zagadnienia z błon biologicznych oraz transporcie przez nie...

Description

Kartkówka 9 – Błony biologiczne – transport błonowy • Budowa i funkcje błon biologicznych Błona biologiczna zbudowana jest z dwuwarstwy lipidowej złożonej głównie z fosfolipidów. Mają one charakter amfipatyczny, w środowisku wodnym części hydrofobowe są zwrócone do wewnątrz dwuwarstwy, natomiast części hydrofilne zwracają się do wewnątrz komórki lub na zewnątrz. Poza fosfolipidami w skłąd błony biologicznej wchodzi również cholesterol który redukuje przepuszczalność jonów oraz ma wpływ na właściwości fizykochemiczne i płynność dwuwarstwy. Związane z lipidami bądz białkami dwuwarstwy mogą być dodatkowo cukry – sacharydy tworzące glikolakils.Posiada również białka błonowe, preyferyjne, transportowe które są ważnym elementem błony, oraz kanały jonowe. Ma przede wszystkim właściwość dynamiczności – ruchy białek i lipidów, półprzepuszczalność – transport cząsteczek, oraz polarność – ładunki dodatnie na zewnątrz a ujemne wewnątrz. Pełnione funkcje: -Stanowią granice pomiędzy środowiskiem zewnętrznym i wewnętrznym komórki / organellum co jest podstawą do zachowania odrębności i integralności: -utrzymanie odpwiedniego środowiska wewnętrzneo -organizują komórkę oraz jej wnętrze -budują struktury błoniaste – ER, AG, błona wakuoli, lizosomy,… -Umożliwiają odbieranie i przewodzenie bodźców, pobieranie i wydalanie substancji i cząsteczek. -Umożliwiają oddziaływanie między komórką i podłożem oraz między komórkami. -Wytwarzają potencjał elektrochemiczny -Odbywają się w nich niektóre procesy –np. fosforylacja w fotosyntezie • Rodzaje transportu przez błony Transport małocząsteczkowy: a) dyfuzja bierna/prosta - niektóre substancje rozpuszczone, takie jak gazy, mogą wnikać do komórki dyfundując zgodnie z elektrochemicznym gradientem przez błonę, co nie wymaga energii metabolicznej. W taki sposób są transportowane cząsteczki małe, niepolarne lub hydrofobowe. b) dyfuzja ułatwiona – transport substancji zgodnie z gradientem stężeń, przy użyciu białek błonowych bez udziału energii i zgodnie z prawami transportu przenośnikowego. Przykładem takiego transportu może być transport D-glukozy przez białko GLUT4. c) transport aktywny pierwotny - wymaga nakładu energii równej co do wartości energii potrzebnej do wytworzenia wiązań kowalencyjnych w integralnym białku błonowym. Transport ten zależy od takich źródeł energii. Jego najdokładniej poznanym przykładem jest występująca w komórce zwierzęcej pompa sodowo-potasowa, będąca antyportem jonów Na+ i K+. d) transport aktywny wtórny- napędzany jest bardziej stromym jonowym gradientem stężeń, najczęściej jonów Na+ i odbywa się przy udziale kotransporterów, czyli stanowi przykład transportu sprzężonego dwóch cząsteczek lub jonów zwany inaczej symportem. Osmoza – transport przez błonę biologiczną rozpuszczalnika -wody. Zachodzi ona przeciwnie do gradientu stężeń substancji rozpuszczonej oraz zachodzi równocześnie z dyfuzją, chyba żę substancja jest nieprzepuszczalna przez półprzepuszczalną błonę. • Receptory błonowe Receptory błonowe są białkami, wyspecjalizowanymi w rozpoznawaniu sygnałowych cząsteczek, które nie są zdolne do przenikania przez błonę komórkową, dlatego dlatego rozpoznające je receptory umiejscowione są na powierzchni komórki.

Ze względu na budowę i mechanizm przenoszenia sygnału przez błonę aktualnie wyróżnia się trzy klasy receptorów błonowych: 1) receptory tworzące integralną część kanały jonowe(receptory jonotropowe). Są to receptory błonowe, których pobudzenie prowadzi do bardzo szybkiej odpowiedzi efektora. W wyniku działania agonisty dochodzi do otwarcia kanałów (porów) w błonie komórkowej, po czym następuje napływ jonów z przestrzeni komórkowej do komórki lub odwrotnie - wypływ jonów z komórki. Następstwem takiego przemieszczenia jonów w komórkach pobudliwych jest zmiana potencjału błonowego i powstanie postsynaptycznych potencjałów pobudzających lub hamujących. 2) receptory aktywujące za pośrednictwem białka G enzymy błonowe, syntetyzujące drugorzędowe cząsteczki sygnałowe po cytoplazmatycznej stronie błony, inicjujące zmiany metabolizmu komórki (receptory metabotropowe); 3) receptory zawierające po stronie cytoplazmatycznej centrum katalityczne (zwykle kinazy białkowej), aktywowane przez cząsteczkę sygnałową, inicjujące reakcje prowadzące do zmiany ekspresji materiału genetycznego komórki lub jej funkcjonowania (receptory katalityczne). • Budowa i rola ATPaz błonowych ATPaza jest pompą która utrzymuje gradient małego stężenia Na+ oraz dużego K+ wewnątrz komórki w któej panuje ujemny potenciał elektryczny. ATPaza aktywowana jest przez Na+ oraz K+. Jest integralnym białkiem błonowym i wymaga fosfolipidów do uaktywniena. Posiada ona centra katalityczne zarówno dla ATP jak i Na+, występuje po cytoplazmatycznej stronie błony, natomiast miejsce wiązania K+ znajduje się po zewnętrznej stronie błony komórkowej. Ouabaina lub digitoksyna hamują tę ATPazę przez wiązanie do zewnątrzkomórkowej domeny. Inhibicja ATPazy przez ouabainę może być antagonizowana przez zewnątrzkomórkowy K+. Składa się z dwóch rodzajów podjednostek: a i b tworzących w błonie tak zwany heterotetramer 2a2b. Miejsce wiązania ATP znajduje się w podjednostce a, również na tej podjednostce na powierzchni skierowanej do środowiska zewnątrz komórkowego znajdują się miejsca wiązania dla sterolidów kardiotonicznych, które również hamują aktywność pompy blokując defosforylację. • Zasady metod doświadczeń wykonywanych na ćwiczeniach DIALIZA Dializa to dyfuzja niektórych cząsteczek i jonów przez błonę półprzepuszczalną, rozdzielającą dwa roztwory. W laboratoriach biochemicznych jest wykorzystywana do odsalania roztworów białek, do wymiany w roztworze białka jednego buforu na inny oraz do oddzielenia związków drobnocząsteczkowych od makrocząsteczek w płynach ustrojowych. W dializie rolę sita pełni cienka porowata błona półprzepuszczalna oddzielająca badany roztwór od czystego rozpuszczalnika. Jeżeli badany roztwór zawiera dwa składniki, z których jeden ma bardzo dużą masę, a drugi małą (np. roztwór albuminy i siarczanu (VI) amonu) to przez pory w błonie przechodzić będzie tylko substancja drobnocząsteczkowa, a więc na drodze dializy będzie można te dwa związki oddzielić. Szybkość procesu dializy zależy od szeregu czynników. Jest ona wprost proporcjonalna do różnicy stężeń, powierzchni błony i współczynnika przepuszczalności, zależnego przede wszystkim od rodzaju użytej błony, charakteru rozdzielanych związków i temperatury. OSMOZA Osmoza to dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę/membranę rozdzielająca roztwory o różnym stężeniu. Komórki są wrażliwe na szok osmotyczny gdy przetrzymywane są w roztworach hipotonicznych (o ciśnieniu osmotycznym mniejszym niż w cytoplazmie). Metodę stosuje się głównie do lizy czerwonych komórek krwi (erytrocytów), komórek pozbawionych ściany komórkowej (np. protoplastów bakterii), drożdży,...

STRES OSMOTYCZNY Stres osmotyczny - nagła zmiana stężenia substancji rozpuszczonej wokół komórki, powodująca gwałtowne zmiany osmotyczne....