Биогенез мембран
Синтез белковых и липидных компонентов. Формирование клеточной мембраны. Полупериод жизни мембранных компонентов клеток печени. Скорость обновления различных липидов в внутриклеточных мембранах. Перенос белка от места синтеза к месту сборки мембраны.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.01.2015 |
| Размер файла | 12,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Биогенез мембран
клеточный мембрана белковый липидный
Этот процесс начинается с синтеза белковых и липидных компонентов, которые затем должны быть доставлены к месту назначения. Принимая во внимание все разнообразие мембран, существующих в типичной эукариотической клетке, можно сделать вывод, что для осуществления этого процесса необходимы необычайно точные механизмы.
Биогенез мембраны начинается с процессов синтеза составляющих ее компонентов - белков, липидов, углеводов. Затем эти компоненты должны быть доставлены к месту назначения и там образовать нужные структуры.
Трудно говорит об образовании мембран de novo, поскольку существование клетки предполагает существование ее мембран.
Однако можно считать установленным, что процесс формирования клеточной мембраны идет непрерывно, путем введения в нее новых составных частей, обновления компонентов, прежде всего липидов, белков и т. п. В частности, полупериод жизни мембранных компонентов клеток печени, в течении которого обновляется половина их исходного содержания, составляем для белков микросом, ядерной мембраны и цитоплазматической мембраны 2--3 дня, белков внешней митохондриальной мембраны -- 5--6 дней, внутренней митохондриальной мембраны -- 8--10 дней, для липидов микросом 1--2 дня. Однако, несмотря на постоянное обновление все мембранные элементов, и структурная организация в течении жизни клетки сохраняется неизменной.
Биосинтез мембран, как правило, начинается в эндоплазматическом ретикулуме, где образуется большая часть фосфолипидов, холестерина; кроме того, здесь синтезируются и многие интегральные мембранные белки. Затем образовавшиеся мембранные компоненты перемещаются к месту назначения, например в плазматическую мембрану; в этом случае они проходят последовательно через аппарат Гольджи и цитоплазму, модифицируясь в соответствии со своими функциональными потребностями (гликозилирование, процессин и т. п.). Перемещение осуществляется путем диффузии в форме липидных везикул; подход к мембране, везикулы, часто нагруженные белками, встраиваются в тот или иной участок мембраны с помощью экзоцитоза. Другим словами, везикулярный транспорт мембранных компонентов функционирует в клетки постоянно и проходит с достаточно большими скоростями (рис. 318). При этом везикулы играют роль своеобразных «челночных» переносчиков, специализированных для каждого липида или белка.
Скорость обновления различных липидов в внутриклеточных мембранах неодинакова. Медленнее всего обновляется сфингомиелин (время, за которое обновляется половина исходных молекул, Ti/2 ~ 38 ч), несколько быстрее -- фосфатидилсерин (fi/2 ~ 23 ч); скорость обновления фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина примерно одинаково (около 15 ч). К наиболее быстро обновляемым липидам относятся фосфатидилинозин и фосфатидовая кислота, обмен которых может проходить за несколько минут в условиях действия на мембране внешних стимулов. Таких значительных различия показывают, что фосфолипидные компоненты во время синтеза возникают в мембране неодновременно и, по-видимому «новая мембрана» не синтезируется целиком заново, а наращивается путем постепенного добавления различных липидных компонентов к уже существующей основе. Внутри клетки доставка вновь синтезированных липидов к месту сборки мембран осуществляется иногда помощью специальных цитозольных белков-переносчиков, открытых в 1969 г.
Что же касается мембранных белков, то их биосинтез и встраивание в мембране осуществляются в соответствии с механизмом, предложенным Г. Блобелом и Д. Сабатини (см. с. 245).
Перенос белка от места синтеза к месту сборки мембраны обычно сопровождается посттрансляционными изменениями его структуры. Многие мембранные белки, особенно предназначенные для плазматической мембраны эукариотических клеток, подвергаются гликозилированию.
N-Гликозилирование проходит через две основные стадии (рис. 319). Начальная стадия протекает в полости эндоплазматического ретикулума и представляет собой перенос маннозосодержащего олигосахаридного фрагмента от гликозилированного долихолфосфата к новообразованной полипептидной цепи.
После этого синтезированные белки транспортируются в аппарат Гольджи, где происходит удлинение углеводной цепи.
Аппарат Гольджи выполняет также такую важную функцию,как «сортировка» белков, углеводов, липидов и мукополисахаридов, предназначенных для различных внутриклеточных органелл.
Пройдя через слой мембран Гольджи, он собираются в мембранных везикулах, которые отделяются от цистерн и транспортируются к другим клеточным мембранам. Секреторные пузырьки направляются к плазматической мембране и сливаются с ней; при этом содержимое пузырьков изливается наружу (рис. 320). Таким образом, в клетке происходит постоянный перенос мембран от эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи и из аппарата Гольджи в плазматическую мембрану.
Безусловно, конкретный путь транспорта и комплектование тех или иных компонентов мембран требуют детального изучения. У митохондрий, например, часть мембранных структур (субъединиц белков и т. п.) синтезируется внутри митохондриального матрикса затем переносится к внутренней мембране, в то время как другая часть синтезируется в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме, вне митохондрии, и транспортируется к ней через всю цитоплазму. В настоящее время биосинтез ряда мембранных систем изучен достаточно хорошо (Г. Шат и др.).
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
Функции биологических мембран и их компонентов. Спектроскопические методы измерения скорости вращения липидов и белков внутри мембраны и скорости латеральной диффузии этих компонентов в плоскости мембраны. Использование спиновых или флуоресцентных зондов.
реферат [1,6 M], добавлен 01.08.2009Виды биологических мембран и их функции. Мембранные белки. Виды и функции мембранных белков. Структура биологических мембран. Искусственные мембраны. Липосомы. Методы исследования структуры мембран. Физическое состояние и фазовые переходы в мембранах.
презентация [9,0 M], добавлен 21.05.2012Белки и липиды как основные компоненты мембран. Фосфолипидный состав субклеточных мембран печени крысы. Длинные углеводородные цепи. Мембраны грамположительных бактерий. Пути биосинтеза мембранных липидов и механизмы их доставки к местам назначения.
реферат [1,3 M], добавлен 30.07.2009Строение мембран. Мембраны эритроцитов. Миелиновые мембраны. Мембраны хлоропластов. Внутренняя (цитоплазматическая) мембрана бактерий. Мембрана вирусов. Функции мембран. Транспорт через мембраны. Пассивный транспорт. Активный транспорт. Ca2+ –насос.
реферат [18,2 K], добавлен 22.03.2002Образование и встраивание мембранных белков. Сигнальные последовательности белков. Белки, необходимые для распознавания сигналов переноса. Синтез и транспорт липидов у прокариот и эукариот. Изменение в липидном составе под действием окружающей среды.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.02.2011Клеточные стенки и клеточные мембраны. Состав мембранных липидов. Структура и функции органелл. Природа жирных кислот в мембранных липидах. Особенности строения клеточной стенки у разных организмов. Соотношение различных классов фосфолипидов в мембране.
контрольная работа [642,7 K], добавлен 26.07.2009Пространственная структура мембранных липидов. Структура и термодинамика водно-липидных систем. Смеси липидов с водой и полиморфизм. Изучение пространственного строения липидов в кристаллах. Основные типы структурной организации водно-липидных систем.
реферат [2,9 M], добавлен 30.07.2009Подготовка студентов-биохимиков в области мембранологии. Совершенствование в методах биотехнологии и медицинской биохимии. Изучение строения, тонкой организации биологических мембран и механизмов функционирования включенных в мембраны компонентов.
учебное пособие [26,7 K], добавлен 19.07.2009Структура цитоплазматической мембраны бактерии. Анализ функций клетки: деление, биосинтез ряда компонентов, хемо и фотосинтез. Трансмембранный фрагмент белка как альфа-спираль. Транспорт веществ в бактерии: пассивный, активный транслокация групп.
презентация [812,1 K], добавлен 17.11.2013Проблемы сборки мембранных белков, методы исследования и условия переноса белков через мембраны. Сигнальная и мембранная (триггерная) гипотеза встраивания белков в мембрану. Процесс сборки мультисубъединичных комплексов и обновление мембранных белков.
курсовая работа [289,5 K], добавлен 13.04.2009Биологическое значение, классификация, изучение и регуляция каталитической активности ферментов биологической мембраны, их отличия от растворимых ферментов. Методы реконструкции белка. Функции липидов и методы изучения их влияния на мембранные ферменты.
курсовая работа [21,9 K], добавлен 13.04.2009Характерные частоты мембранных движений. Модели, использующиеся для анализа поступательного движения молекул внутри мембранного бислоя. Поступательное движение липидных и белковых молекул. Текучесть мембран и применение зондов. Латеральная диффузия.
курсовая работа [818,7 K], добавлен 10.02.2011Основные факты о строении клеточной мембраны. Общие представления о проницаемости. Перенос молекул через мембрану. Облегченная диффузия, пассивный и активный транспорт. Уравнение Фика. Сущность понятия "селективность". Строение и функции ионных каналов.
презентация [323,1 K], добавлен 19.10.2014Разнообразие и роль мембран в функционировании прокариотических и эукариотических клеток. Морфология мембран, их выделение. Дифракция рентгеновских лучей, электронная микроскопия. Разрушение клеток, разделение мембран. Критерии чистоты мембранных фракций.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.07.2009Особенности строения клеток прокариот и эукариот. Структура фосфолипидного бислоя. Связи в молекуле фосфолипида, расщепляемые разными классами фосфолипаз. Липидный состав плазматической мембраны. Обзор основных способов переноса веществ через мембраны.
презентация [8,1 M], добавлен 26.03.2015Определение эукариотов и прокариотов (ядерных и безядерных организмов). Ознакомление с характеристиками растительной, животной, грибной клеток. Изучение органоидов и включений как структурных компонентов клетки. Строение плазматической мембраны.
презентация [3,9 M], добавлен 09.11.2014Понятие и строение биологической мембраны, принципы ее жизнедеятельности. Функциональные особенности липидов в ее деятельности и развитии, механизмы. Гипотеза возникновения плазматических мембран, оценка биологической роли и значения в них белков.
реферат [18,8 K], добавлен 03.06.2014Топография мембранных белков и использование протеаз для ее определения. Трансмембранное и латеральное распределение мембранных компонентов. Свойства, степень ассоциации и функции эритроцитарных мембранных белков. Химическая модификация фосфолипидов.
реферат [2,5 M], добавлен 03.08.2009Химический состав и строение биологических мембран. Процессы трансформации и запасания энергии путем фотосинтеза и тканевого дыхания. Транспорт веществ через клеточные мембраны, способность генерировать биоэлектрические потенциалы и проводить возбуждение.
реферат [223,3 K], добавлен 06.02.2015Процесс образования мембран. Особенности экзоцитозного пути. Характерные особенности биосинтеза мембранных белков. Сигналы для сортировки белков в эукариотических клетках. Изменения липидного состава мембран в ответ на изменения условий окружающей среды.
реферат [3,6 M], добавлен 03.08.2009
