-сурет о 0 . “ о~ О О о Су молекулалары 13.2-сурет

Мембраналар козғалыссыз емес, яғни «тыныш» кұрылым емес. Липидтер 
мен нәруыздар әрдайым орын ауыстырып отырады, мембрана жазықтығы 
бойымен орын ауыстырса «латералдык» деп аталады. Латералдык диффузия 
кезінде липидтер өте козғалмалы болады, ал «флип-флоп» кезінде баяу, өйт- 
кені мембрананың екі жағында орналаскан липидтердің орын ауыстыруы си- 
рек құбылыс.
Биомембраналардың кұрылымын нақтылау және оның касиеттерін зерттеу 
мембрананың физика — химиялык моделін (жасанды мембраналар) колдану 
арқылы жүзеге асты. Мүндай моделдеудің үш түрі кеңінен тарапған.
Бірінші модель — су—ауа немесе су—май шекарасындағы фосфолипид- 
тердің моноқабаты. Мұндай шекарада фосфолипидтердің молекуласы гид- 
рофильді «бастар» суда, ал гидрофобты «кұйрықшалар» ауада немесе майда 
болып орналасады. Егер олардың ауданының өлшемін азайтатын болсақ, онда 
мембрананың бикабатында өте тығыз орналаскан молекуласы бар монокабат- 
ты апуға болады (13.4-сурет).
Екінші биомембрананың көп таралған түрі липосамалар. Бүл өте ұсақ 
көпіршіктер (везикулалар), ол су мен фосфолипидтің коспасын ультрадыбыс- 
пен өндеу арқылы алынған билипидті мембраналардан тұрады. Липосомалар 
нәруызды молекулаларынан толык арылған биологиялык мембраналар кұрай- 
ды. Липосомаларда әртүрлі факторлар эсер ететін тәжірибелер жүргізіледі, мы- 
салы мембраналардың касиетіне фосфолипидтердін кұрамының әсері немесе 
керісінше мембрананың оның коршаған нәруыздарға әсері.
Сызбалы түрде липосомалар 13.5-суретте көрсетілген. Үшінші үлгі, био- 
мембрананың кейбір қасиеттерін тікелей әдіс бойынша зерттеуге мүмкіндік 
береді, ол 
билипидті
(бикабатты липидті) 
мембрана
(БҚМ). Мұндай модельді 
бірінші рет 1962 ж. П. Мюллер және оның әріптестері ұсынған болатын. Олар 
тефлонды калканың тесігін гептанда ерітілген фосфолипидтпен бекітті, ал ол

тесік екі сулы коспаны бөліп тұрады. Қоспалар мен липидтің артылғандары 
тефлон бойынша ағып өткенде тесікте қалындығы бірнеше нанометр, ал диа­
метр! 1 мм-гежуыкбикабатпайда болады. Мембрананыңекі жағына электрод- 
тарды койып, мембрананын кедергісін немесе генерацияланған потенциалды 
есептеуге болады. Егер калканның екі жағына әртүрлі химиялы кұрамы бар 
коспаларды орналастырса, онда мембрананын әртүрлі коспа кұрамына катыс- 
ты өтімділігін есептеуге болады.
Мембраналар екі маңызды функцияны жүзеге асырады, матрицалык, яғни 
әртүрлі функцияны орындайтын нәруыздарды үстап калатын негіз ретін- 
де және тоскауыл ретінде, ағзаны жасушаны және онын бөліктерін кажетсіз 
бөлшектерден корғау. Егер мембрананын бұл функциялары бұзылатын болса, 
онда жасушалардың калыпты функциясы бұзылып, нәтижесінде ағзаның ау- 
руына соктырады.
13.2. МЕМБРАНАЛАРДЫҢ КЕЙБІР Ф ИЗИКАЛЫ Қ ҚАСИЕТТЕРІ 
ЖӘНЕ ПАРАМЕТРЛЕРІ
Мембрананын молекуласының козғалғыштығын және мембрана аркылы 
бөлшектердін диффузиясын өлшеу, билипидті кабагтың сұйыкка ұксастығын 
көрсетеді. Сонымен катар мембрана — реттелген кұрылым. Бұл екі фактор 
мембранадағы фосфолипидтер табиғи күйіндегі функциясы кезінде сұйык- 
кристалды күйде болатындығын көрсетеді. Мембрананын сұйыктык касиеті 
ЭПР (§30.3 караңыз) және ЯМР (§30.4 кара- 
ңыз) әдістері растайды. 
О
Мембрананын липидті кабатынын тұткыр- 
лығы судын тұткырлығынан екі есе жоғары, 
шамамен 30—100 мП ас, бұл өсімдік майынын 
тұткырлығына жакын. Беттік керілуі Судан Ка­
раганда (0,03—1 мН/м) 2—3 шамаға кем.
Температура өзгергенде мембранада фаза- 
лык ауысуды бакылауға болады, кыздырған 
кезде липидтердін балкуы, ал суыған кезде 
кристализациялануы фазалык өтулер энергиянын өзгеруіне байланысты, ал 
ол дербес жағдайда 
с
жылу сыйымдылығынын температураға катысты өсуінен 
көрінеді (13.6-сурет). 
Т{
және 
Т2
температурасы кезінде фазалык ауысулары 
болады. Бикабаттыңсұйык-кристалды күйі катты күйге карағандатұткырлығы 
аз және әртүрлі заттардың еруі де көп. Бикабаттын сұйык-кристалды калың- 
дығы катты күйге Караганда азырак болады.
Сұйык және катты күйдегі молекулалардың конформациясы (кұрылымы) 
әртүрлі, оған рентген кұрылымды сараптама аркылы көз жеткізуге болады 
(§24.7 караныз).
Сұйык фазалы фосфолипид молекулалары жолактар (кинкалар) кұрай- 
ды, оган диффузияланатын затгардың молекулалары ене алады. «Кинкалар- 
дын» ығысуы молекулалардын мембрананы көлденен диффузиялануына алып 
келеді.

а 
б
13.7-сурет
Екілік фосфолипидті кабат мембрананы конденсатор ретінде карастыруға 
мүмкіндік береді, оның электросыйымдылығы 1 мм2 ауданда 5-13 нФ тең.
13.3. МОЛЕКУЛАЛАРДЫҢ (АТОМДАРДЫҢ)
МЕМБРАНА АРҚЫ ЛЫ ТАСЫМАЛЫ
Мембраналардын маңызды функциясы олардың молекулаларды (атомдар- 
ды) және иондарды өткізу немесе өткізбеу мүмкіндігі. Сөз жок бөлшектердің 
мұндай өту ыктималдығы жасушадан жасушаға ығысу бағытына және молеку- 
лалар мен иондардың түрлеріне байланысты. Бүл мәселелер физика бөлімінің 
тасьша.ідау қубьиысында
карастырылады. Мұндай терминмен физикада мас­
са, импульс, энергия, заряд және баска физикалыкшаманыңфизикалыкжүйе- 
де кеңістіктегі ығысуынан (тасымал) болатын кайтымсыз үдерістерді айтады. 
Тасымал кұбылысына диффузияны (заттың массасынын тасымалы), тұткыр- 
лыкты(импульс тасымалы), жылуөткізгіштікті (энергия тасымалы) жаткыза- 
ды. Мұнда және алдағы такырыптарда биологиялык мембрана үшін маңызды 
кұбылыстар карастырылады, затгар тасымалы және заряд тасымалы. Биофи- 
зикада заттардың тасымалына синоним ретінде 
«заттар тасымалы»
термині 
кеңінен колданылады. Сұйыктардағы тасымал үдерісінталдап, диффузияның 
негізгі тендеуін корытып шығарайык (Фик тендеуі).
Айталык, кандай да бір 
S
аудан аркылы берілгенбағытта сұйык молекула- 
лары орын ауыстырсын (13.8-сурет). Сұйыктын күрылымының молекула- 
лы теориясын ескеріп (§9.6 караңыз), молекулалар ауданды бір тепе-тендік 
күйден екінші тепе-тендік күйге секіріп өткенде киып өтеді деп есептейік. 
Молекуланын орташа орын ауыстыруына тең кашыктыкта (сұйык молекулала- 
рының орташа аракашыктығы) ауданның оң және сол жағына / калындығы бар 
/ (/ < 5) тік бұрышты параллелепипед орналастырайык. Әрбір параллелепи-
педтің көлемі 
SI
тең. Егер 
п
— молекулалар 
жиынтығы болса, онда бөлінген паралле- 
лепипедтін ішіндегі молекулалар саны 
Sin.
Молекулалар саны кеңістікте өзгереді 
деп есептеп, сол (1) параллелепипедтеп 
молекулалар жиыны 
ал солдағьша 
п]
болсын делік (2). Демек, бірінші паралле- 
лепипедте 
Slnr
ал екіншіде 
Sln2,
молеку­
лалар бар.

жүктеу/скачать 28,1 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: