Қр денсаулық сақтау министрлігі
жүктеу/скачать 298,76 Kb. Pdf көрінісі
|
2 Биофизика клеточных мембран
| МЕББМ ҚАЗАҚСТАН-
РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ НУО КАЗАХСТАНСКО РОССИЙСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ При этом среднее квадратичное перемещение молекул за время t составляет: Dt S 2 Мембраны имеют высокое удельное электрическое сопротивление (порядка 10 7 Ом*м) и высокую удельное емкость (приблизительно 0,5*10 -2 Ф/м 2 ). Диэлектрическая проницаемость мембранных липидов равна 2. Мембраны содержат большое число различных белков. Их количество так велико, что поверхностное натяжение мембраны ближе к величине поверхностное натяжения на границе раздела «белок-вода» ( м / Н 10 4 ), чем «липид-вода» ( м / Н 10 2 ). Концентрация мембранных белков зависит от вида клетки. Изучение клеточных структур началось с применения оптического микроскопа. Принцип его работы основан на явлении преломления света и на формировании изобра- жения с помощью оптической системы линз. Возможность непосредственного изучения биологических ультраструктур появилась после изобретения электронного микроскопа. Его разрешающая способность значительно выше, чем у светового микроскопа. Предел разрешения современных электронных микроскопов составляет 0,5-1 нм, а увеличение - сотни тысяч раз. Ход лучей в световом и электронном микроскопах в принципе одинаков. Но роль пучка света в электронном микроскопе выполняет поток электронов, а роль линз — электростатическое или электромагнитное поле. Исследования мембран методами инфракрасной спектроскопии, сиектрогюляриметрии, ЯМР и т. д. указывают на разнообразие белковых структур и на межбелковые взаимодействия, не учитываемые в унитарной модели. Установлено, что белки распределены в мембранах асимметрично (Бергельсон, 1970). Важные результаты получены методом скалывания в замороженном состоянии (freeze etching). Мембраны быстро замораживают при температуре жидкого азота и дробят в вакууме. Лед сублимируется, образец оттеняют, реплицируют платиной и углеродом и исследуют под электронным микроскопом. Выяснилось, что излом проходит вдоль внутренней гидрофобной области мембраны эритроцита. При этом обнаружились глобулярные частицы диаметром до 7,5 нм. Эти частицы — белки. Очень большое значение в изучении структур клетки и макромолекул имеет метод рентгеноструктурного анализа (дифракции рентгеновских лучей). Метод основан на явлении дифракции. Дифракция наблюдается в тех случаях, когда на пути лучей имеются препятствия, сравнимые по размерам с длиной волны лучей. Этот метод является одним из самых мощных методов, применяемых в области молекулярной биологии и при изучении ультраструктур. Его ценность состоит в том, что он дает возможность не только определять пространственное расположение молекул, но и точно измерять расстояние между ними и даже выявлять их внутримолекулярную организацию. Особое достоинство метода, обусловливающее его преимущество по сравнению с электронной микроскопией, заключается в том, что он позволяет анализировать структуру нефиксированных препаратов. Биологические мембраны выполняют в организме множество функций: они ограничивают клетку (так называемые цитоплазматические мембраны или плазмалемма) и клеточные органеллы, разделяя клетку на отдельные области (компартаменты), что позволяет поддерживать неравновесное состояние организма; формируют межклеточные контакты, обеспечивают механическую защиту клеток, избирательный и регулируемый транспорт веществ, проведение нервного импульса, участвуют в синтезе АТФ, обеспечивают оптимальное расположение в пространстве мембранных белков, |