Тақырыбы: Биологиялық мембраналардың өткізгіштік

гидрофобты
бөліктің сумен аз жанасуына жағдай жасайды 
(10.2 сурет).
Алайда 
мембрана 
құрылымының 
мұндай 
бейнесі 
мембранада ақуыздар орналасуы туралы сұраққа да, (кейбір 
мембраналарда 
олардың 
өзі 
массаның 
жарты 
бөлігінен 
де 
көп 
кездеседі), 
гидрофильді
бөлшектер 
үшін мембраналардың 
өтімділігі туралы сұраққа да жауап бере алмады. Осыдан 
кейін де биологиялық мембраналар туралы 
көптеген болжамдар айтылды, алайда олардың біреуі де толық 
мақұлданбады. Қазіргі кезде 1972 жылы ұсынылған Синджер мен 
Никольсонның сұйықтық-мозайкалық моделі кейнірек тараған. 
Олардың негізінде де биқабатты липидтік мембрана жатады. 
Мембрананың 
фосфолипидті
бұл түрі екі өлшемді еріткіш сияқты, 
онда белгілі бір мөлшерде ақуыздар болады. Осы ақуыздардың 

есебінен толықтай немесе жекелей мембрананың мынандай 
қызметтері жүзеге асады - өтімділігі, мембрана арқылы белсенді 
өту, электрлік потенциалдың түрленуі және т.б. 
Мембрана қозғалмайтын құрылым емес. Липидтер мен ақуыздар 
орын 
алмастырып 
отырады 
және 
олардың 
мембрана 
жазықтығының 
бойымен 
орын 
алмастыруын 
литеральды 
диффузия
, ал көлденең орын ауыстыруын «
флип –
флоп»
деп 
атайды. Латеральды диффузияға липидтердің жоғарғы бөлігінің 
қозғалысы, ал «флип-флопқа» төменгі бөлігінің қозғалысы сәйкес 
келеді, яғни мембрананың екі жағындағы липидтердің орын 
ауыстыруы сирек үрдіс болып табылады.
Биомембраналардың нақты құрылымы мен қасиеттерін оқып 
үйрену мембрананың физикалық–химиялық моделін (жасанды 
мембрана) пайдаланғаннан кейін ғана мүмкін болды. Олардың 
ішінен біз кең тараған үшеуін ғана қарастырамыз.
Біріншісі –су-ауа немесе май шекарасындағы 
фосфолипидтердің 
моноқабаты
.
Мұндай 
шекараларда 
фосфолипидтердің 
молекулалары 
гидрофильді бастары суда, ал гидрофобты «құйрықтары» ауада 
немесе майда болатындай орналасады. Егер монқабаттың алған 
ауданын біртіндеп кішірейте берсек ол мембрананың 
биқабаттарының біреуіндей ғана орын алады.
Биомембраналардың екінші кең тараған моделі 
липосомалар
. 
Олар ультрадыбыс көмегімен су мен фосфолипидтердің 
қоспасынан 
алынған 
билипидті 
мембранадан 
тұратын 
көпіршіктер. Липосомалар ақуыз молекулаларынан толық 
айырылған биологияляқ мембраналар. 
.
Үшінші модель – биомембраналардың кейбір қасиеттерін тікелей 
әдіспен зерттеуге мүмкіндік беретін - 
билипидті мембрана
(БЛМ).
Бірінші рет бұл модель 1962 ж. П. Мюллер және оның 
әріптестерімен жасалды. Бұл мембрананың екі жағына екі 
электродты қою арқылы мембрананың кедергісін немесе онда 
түрленетін потенциалдарды өлшеуге болады. Егер қоршаудың 
әртүрлі жақтарына химиялық құрамы әртүрлі ерітінділерді 
орналастырсақ, онда әртүрлі заттар үшін мембрананың өтімділігін 
оқып – үйренуге болады.

Мембраналар маңызды үш қызмет атқарады: 
матрицалық,
яғни 
әртүрлі 
қызмет 
атқарушы 
ақуыздарды 
ұстап 
тұрушы, 
тосқауылдық
(барьер) – жасушалар мен жеке бөліктерге 
қажет 
емес 
бөлшектердің 
еніп 
кетуінен 
қорғаушы, және
механикалық 
– зат алмасу үрдістерін жүзеге 
асырушы. Егер бұл қызметтер бұзылса, онда жасушаның қалыпты 
қызметінде өзгеріс болып, ағзаның аураға ұшырауы пайда болады.
Клетка мембранасы (плазмалық мембрана) 
- 
жасушаның
 
цитоплазмасын
 
орайтын жұқа жартылай өтетін мембрана. Оның 
функциясы жасушаның ішіндегі заттардың тұтастығын қорғау және басқа 
заттардың сақталуын қамтамасыз ету болып табылады. Сондай
-
ақ кейбір 
организмдердегі
 
цитоскелетаға
 
және басқалардағы
 
жасуша 
қабырғаларына
 
арналған тірек негізі болып табылады. Осылайша, жасуша 
мембранасы жасушаны қолдауға көмектеседі және оның пішінін сақтауға 
көмектеседі.
Жасуша мембранасы негізінен
 
ақуыздар
 
мен
 
липидтердің
 
қоспасынан 
тұрады.
Мембрананың орналасуына және организмдегі рөліне байланысты, 
липидтер мембрананың 20
-
дан 80 пайызына дейін, кез
-
келген жерде 
протеин болып табылады. Липидтер мембраналарға олардың икемділігін 
беретініне қарамастан, белоктар клетканың химиялық климатын 
бақылайды және ұстап тұрады және молекулалардың мембрана арқылы 
өтуіне көмектеседі.
Фосфолипидтер
- 
жасушалық мембраналардың негізгі 
компоненті.
 
Фосфолипидтер
 
гидрофильді (суға тартылған) бас аймақтары 
судың цитозолына және жасушадан тыс сұйықтыққа қарсы тұру үшін 
өздігінен
 
реттелетін
 
липидті екібұрышты құрайды, ал олардың гидрофобты 
(репелденген су) құйрық аймақтары цитозолдан және жасушадан тыс 
сұйықтықтан бетер кездеседі. Липидті бауырластар жартылай өткізгіш
болып табылады, бұл тек мембрана арқылы белгілі молекулалардың 
бөлінуіне мүмкіндік береді.
Холестерин
- 
жануарлардың жасушалық мембраналарының тағы бір 
липидті компоненті. Холестерин молекулалары мембраналық 
фосфолипидтер арасында бөлініп бөлінеді. Бұл фосфолипидтердің тым 
тығыз оралғандығын болдырмау арқылы жасуша мембраналарының қатал 
болуына жол бермейді. Холестерин өсімдік жасушаларының 
мембраналарында табылмайды.
Гликолипидтер
- 
клеткалық мембрана беттерінде орналасады және оларға 
қосылатын
 
көмірсутек
 
қант тізбегі бар. Олар клеткаға дененің басқа 
жасушаларын тануға көмектеседі.

Мембрананың тағы бір функциясы эндокитоз және
 
экзоцитоз
 
теңгерімі 
арқылы жасушалардың өсуін реттеу болып табылады. Энцитозда липидтер 
мен протеиндер клеткалық мембранадан шығарылады, себебі заттар ішкі 
күйде болады. Экзоцитозда липидтер мен белоктар бар весикулалар жасуша 
көлемін арттыратын жасуша мембранасымен сақталады.
 
Жануарлардың 
жасушалары
 , 
өсімдіктер
 
жасушалары
 , 
прокариотикалық 
жасушалар
 
және
 
саңырауқұлақтар
 
плазмалық мембраналар. Ішкі 
органеллалар мембраналармен де қоршалады.Кейбір 
клеткалық
 
органеллалар
 
қорғаныштық мембраналармен 
қоршалған.
 
Ядро
 , 
эндоплазмалық 
тор
 , 
вакуолдар
 , 
лизосомалар
және
 
Гольджи аппараты
 
мембраналық 
органеллалардың үлгілері болып 
табылады.
 
Митохондриялар
 
мен
 
хлоропластар
 
қос мембранадан тұрады. 
Түрлі органеллалардың мембранасы молекулярлық құрамда әртүрлі болады 
және олар атқаратын функцияларға жақсы сәйкес келеді. Organelle 
membranі көптеген өмірлік маңызды функцияларды қоса алғанда,
 
протеин 
синтезі
 
, липидтерді өндіру және
 
жасушалық тыныс алу
 . 
2)
Биологиялық мембрана анықтамасы
Биологиялық мембрананың атқаратын қызметін түсіну үшін, оның құрылысы 
жөнінде айта кетейін. Жасуша сыртқы ортадан биологиялық мембрана қабатымен 
қорғалған. Сыртқы мембранасының (75 Aa шамасындай) сыртқы және ішкі екі қабаты 
белоктардан, ал үшінші ортаңғы қабаты майлардан құралған саңылаулармен бөлінген. 
Гликолипидтер, фосфолипидтер,сульфолипидтер және изпреноидтар-өсімдіктердің 
клетка мембранасының липидтері болып табылады. Едәуір мөлшерде стериндер де 
кездеседі. Хлоропластарда галактолипидтер мен фосфатидилглицериннің болатындығы 
анықталған. Өсімдік мембраналарындағы белоктар аз зерттелген. 
Биологиялық мембрана
— жасушаның және жасуша ішіндегі бөлшектердің 
(
ядро
,митохондрия,
хлоропластар
,
пластидтер
) бетінде орналасқан молекулалық 
мөлшердегі (қалыңдығы 5 — 10 нм), ақуызды-липидтік құрылымды жұқа қабықша. 
Биологиялық мембрана фосфолипидтік құрылымына байланысты өткізгіштік қасиетіне 
ие, яғни жасушада тұздардың, қанттың, амин қышқылдарының, иондардың, т.б. 
заттардың алмасу өнімдерінің концентрациясын, олардың тасымалын және алмасуын 
реттейді. Клетканың протоплазмасын қоршап тұрған биологиялық мембрана 
жасушалық
мембрана деп
аталады.
Биологиялық мембрана фосфолипидтік 
құрылымына байланысты өткізгіштік қасиетіне ие, яғни жасушада тұздардың, қанттың, 
амин қышқылдарының, иондардың, т.б. заттардың алмасу өнімдерінің 
концентрациясын, олардың тасымалын және алмасуын реттейді. Клетканың 
протоплазмасын қоршап тұрған биологиялық мембрана жасушалық мембрана 
деп
аталады.
Биологиялық мембрананың құрылымы мен ерекшелігі туралы нақты ғылыми 
мәліметтер 20 ғасырдың басында белгілі болды.

Мембрана молекулаларының қозғалғыштығы мен мембрана 
арқылы өтетін бөлшектер диффузиясы біріншіден билипидті 
қабаттардың сұйыққа ұқсастығын көрсетеді. Екіншіден мембрана 
дегеніміз кристалды денелер сияқты реттелген құрылым. Бұл екі 
факт мембранадағы фосфолипидтердің сұйықты-кристалды 
екендігін көрсетеді. Мембрананың сұйықтық қасиеттері ЭПР 
(электронды парамагнитті резонанс) және ЯМР (ядролық 
магниттік резонанс) әдістерімен дәлелденеді.
Мембрананың липидтік қабаттарының тұтқырлығы судың 
тұтқырлығынан екі реттікке көп, ол шамамен 30-100 мПа*с тең, 
яғни өсімдік майының тұтқырлығына сәйкес келеді. Беттік керілуі 
суға қарағанда екі –үш ретке аз, яғни 0.03 -1 мН/м
2
тең.
3)
Өткізгіштік туралы жалпы түсінік
Өткізгіштер
–электр тоғын
жақсы өткізетін,
электр өткізгіштігі
жоғары (меншікті 
кедергісі r=1/

төмен) заттар. Жақсы өткізгіштерге меншікті кедергісі (>104 –
106 
ОмLсм
-
1) заттар жатады. Меншікті кедергісі r>108 Ом•см 
заттар
диэликтриктер
деп аталады, меншікті кедергісі аралық мәнге тең 
заттарды
шалаөткізгіштер 
дейді. 
Өткізгіштерге
металдар,
, 
электролиттер
және
плазма 
жатады.
Металдардарда 
электр
,
электролиттерде
–
оң және теріс
иондар
, 
плазмада
–
еркін электрондар мен 
иондар. Металдар мен
ток
өткізетін көміртекті кейде 1
-
текті өткізгіштер, 
электролиттерді –
2-
текті өткізгіштер деп атайды. Заттың өткізгіштігі 
температураға және басқа да бірқатар
факторларға
байланысты болғандықтан, 
оның өткізгіш болуы немесе болмауы шартты нәрсе. Өте төмен 
температураларда
металдардың
көбі және кейбір
шалаөткізгіштер асқын 
өткізгіштерге айналады.
Химиялық заттарды жүргізу көрсететін мембраналардың, тамыр қабырғалары 
мен эпителий жасушаларының сипаттамасы; белсенді (заттардың белсенді 
тасымалдануы) және пассивті П. (фагоцитоз 
 және пиноцитоз 
риосytosis>) ажыратыңыз; пассивті және (кейбір жағдайларда) белсенді П. (ірі 
молекулалар) мембраналық тесіктермен қамтамасыз етіледі, п. төмен 
молекулалы заттар (мысалы, иондар) үшін тасымалдаушы молекулалардың 
қатысуымен ерекше мембраналық құрылымдармен қамтамасыз етіледі.

4)
Молекулаларды мембрана арқылы тасымалдау
. 
Липидті қабаттың ішкі бөлігі гидрофобты болғандықтан, ол көптеген полярлық 
молекулалар үшін іс жүзінде өткізбейтін тосқауыл болып Осы тосқауылдың 
болуына байланысты жасушалардың ағып кетуіне жол берілмейді, бірақ осыған 
байланысты жауда еритін заттарды мембрана арқылы тасымалдау үшін арнайы 
механизмдер жасауға мәжбүр болды. Шағын я болып табылады. суда еритін 
молекулаларды беру арнайы көлік ақуыздарының көмегімен жүзеге асырылады. 
Бұл арнайы трансмембраналық ақуыздар, олардың әрқайсысы белгілі бір 
молекулалардың немесе байланысты молекулалар топтарының тасымалдануына 
жауап береді.
Жасушаларда макромолекулалардың (ақуыздардың) және сілті ірі бөлшектердің 
мембранасы арқылы өту механизмдері Макромолекулаларды жасушамен сіңіру 
процесі эндоцитоз деп аталады. Жалпы алғанда, оның жүру механизмі келесідей: 
плазмалық мембрананың жергілікті бөліктері эндоцитозды көпіршікті 
қалыптастыру үшін еніп, жабылады, содан кейін сіңірілген болшек әдетте 
лизосомаларға түсіп, тозуға ұшырайды.
5)
Өткізгіштер түрлері
(БМ) ең маңызды қасиеті болып табылады, ол олардың әртүрлі метаболиттерді 
(амин қышқылдары, қанттар, иондар және т.б.) жасуша ішіне және одан тыс 
өткізу
қабілетінен
 . 
P. b. 
м., осморегуляция және жасуша құрамының 
тұрақтылығын, оның физика
-
химиялық
гомеостазын сақтау
үшін үлкен маңызға 
ие ;
жүйке импульстарының генерациясында және өткізілуінде, жасушаны 
энергиямен қамтамасыз етуде, сенсорлық механизмдер мен басқа да өмірлік 
процестерде маңызды рөл атқарады.
P. b. 
м., жасуша мен қоршаған орта 
арасындағы осмостық тосқауыл болып табылатын БМ құрылымдық 
ерекшеліктеріне байланысты және молекулалық деңгейде құрылым мен 
функцияның бірлігі мен қатынасының сипатты мысалы ретінде қызмет етеді.
БМ төмен молекулалы майда еритін заттардың (глицерин, спирттер, мочевина 
және т.б.) аздаған мөлшерін ғана өткізеді.
Мұндай өткізгіштік (қарапайым 
диффузия) заттардың мембраналар арқылы өту процестерінде салыстырмалы 
түрде аз рөл атқарады.
БМ арқылы заттардың тасымалдануының 
(транслокациясының) аса маңызды процестері нақты тасымалдау жүйелерінің 
қатысуымен жүреді.
Бұл жүйелерде мембраналық тасымалдаушылар (белоктар 
немесе липопротеидтер) және, мүмкін, тасымалдауға байланысты функцияларды 
орындайтын басқа да бірқатар компоненттер (мысалы, рецепторлар) бар деп 
болжанады.
Тасымалдаушы (немесе олардың жүйесі) тасымалданатын затты 
(субстрат) байланыстырады және мембранада қозғала алады.
Егер БМ
-
да 
тасымалдаушылар қозғалмайтын түрде бекітілген болса, онда БМ
-
да 

тасымалданатын затқа тән кеуектер немесе арналар бар деп 
есептейді
. 
Тасымалдаушы субстратпен валентті емес әрекеттесу (иондық, 
гидрофобты және т.б. күштер) арқылы байланысса, онда бұл процесс екіншілік 
транслокация деп аталады;
Оның 3 түрі бар): жеңілдетілген диффузия (унипорт), 
котранспорт (симпорт) және контртранспорт (антипорт).
Жеңілдетілген 
диффузия механизмі басқа заттардың жасуша ішіне немесе одан тыс өтуіне 
байланысты емес.
Осылайша, мысалы, глюкоза қызыл қан жасушаларына 
тасымалданады.
Котранспорт –
екі (немесе одан да көп) заттардың
бір бағытта 
бірлескен тасымалдануы
.
Ол 
Na 
иондарының тасымалдануымен 
байланысты..
Қарсы тасымалдау механизмі заттың бір бағытта тасымалдануын 
басқа заттың қарсы бағыттағы ағынымен байланыстыруды қамтиды.
Бұл әдіс 
жүйке жасушаларында Na
+
және K
+
иондарының қарама
-
қарсы бағытта 
тасымалдануын жүзеге асырады
. 
Конъюгаттық тасымалдау процестері (симпорт және антипорт) тасымалданатын 
зат концентрация градиентіне қарсы (төменгі аймақтан жоғары концентрация 
аймағына) қозғалатын жағдайларда үлкен маңызға ие.
Мұндай белсенді 
тасымалдау пассивті тасымалдаудан айырмашылығы (концентрация градиенті 
бойынша) энергияны қажет етеді.
Белсенді тасымалдауды энергиямен 
қамтамасыз ету қайталама транслокацияны ыдыраудың ферментативті 
реакцияларымен немесе химиялық байланыстардың түзілуімен байланыстыру 
арқылы жүзеге асырылады.
Бұл жағдайда химиялық түрлену энергиясы 
мембрананың екі жағындағы осмостық потенциалды немесе асимметрияны 
сақтауға жұмсалады.
Валенттік байланыстың үзілуімен немесе түзілуімен байланысты БМ арқылы 
заттардың тасымалдануы біріншілік транслокация деп аталады.
Мұндай 
процестің типтік мысалы
аденозинтрифосфатаза ферментімен катализделген 
энергияға бай аденозинтрифосфаттың (АТФ) гидролизінің химиялық 
реакциясымен қосарланған
натрий сорғысының жұмысы болып
табылады.АТФ 
гидролизі жасушадан Na
+
иондарының тасымалдануымен және К
+
иондарының 
жасушаға түсуімен жүреді ;
К +
иондарының тасымалдаушысы
бос фермент, ал Na
иондарының тасымалдаушысы екенін болжайды
- 
АТФ гидролизі кезінде 
түзілетін фосфорланған фермент.
Осы уақытқа дейін жануарлардың БМ 
жасушаларынан тасымалдаушыларды бөліп алу мүмкін болмады.
Бактерияларда 
тасымалдаушылардың болуы анық дәлелденді (негізінен генетикалық 
әдістермен) 
- 
деп аталатындар.
пермезалар
, олардың кейбіреулері (мысалы, ішек 
таяқшасындағы лактозаны тасымалдаушы М
-
белок) таза түрінде 
оқшауланған.
Бактериялардағы қант пен аминқышқылдарының белсенді 
тасымалдануы D
-
сүт қышқылының тотығуымен байланысты екенін көрсететін 
деректер бар.
Кейбір бактерияларда сәйкес тасымалдау жүйелерінің 
рецепторлық құрамдас бөліктері болуы мүмкін көптеген «байланыстырушы 
ақуыздар» табылды.Ол гормондармен және басқа да биологиялық белсенді 
заттармен реттеледі.
Осылайша, кейбір стероидты гормондар, инсулин және т.б. 
эритроциттердің, бұлшықет және май жасушаларының мембраналарының 
өткізгіштігін арттырады. 

Қорытынды
Жер бетіндегі барлық тірі организмдер жасушалардан тұрады және 
әрбір жасуша қорғаныш қабықпен –
мембранамен қоршалған. Бірақ 
мембрананың қызметі тек органоидтарды қорғаумен және бір 
жасушаны екіншісінен бөлумен шектелмейді. Жасуша қабықшасы –
көбеюге, регенерацияға, қоректенуге, тыныс алуға және басқа да 
көптеген маңызды жасуша қызметтеріне тікелей қатысатын күрделі 
механизм.Мембрана ол өте маңызды қабық.Мембрананың 
қызметтері де өзіңдік ерекшеліктері өте керемет.Бұл тақырыптарды 
оқыған сайын өзім шабыттанып тереңірек білуге 
ұмтыдаиын.Осындай жасушаның керемет жаратылысы туралы 
білмеу мүмкін емес

Пайдаланылған әдебиеттер
“Биофизика” оқулық Алматы 2012
Британ энциоклопедиясы/UIG/Getty Imagines
“Қазақстан” ұлттық энциоклопедиясы Бас редактор Ә.Нысанбаев
Google қосымшасы
Яндекс қосымшасы