Характеристика мембранных белков

Тема 2. Цитология.

1. Перечислите функции клеточной мембраны, назовите ее компоненты и объясните строение мембраны в соответствии с жидкостно-мозаичной теорией.:

а)Избирательная проницаемость (предотвращает попадание вредных веществ внутрь и размывание макромолекул, ферментов и субстратов

· Пассивная диффузия-по градиенту концентрации. без затрат энергии.

 · Облегченная диффузия.- происходит только в одном направлении, требует наличия градиента концентрации и не требует затрат энергии.

 · Активный транспорт-в-ва проходят в обоих направлениях независимо от градиента концентрации. Требует затрат энергии в виде АТФ

б) Передача сигнала (На поверхности клетки есть рецепторы, которые воспринимают экзогенные сигналы (Сигнальная молекула, которая связывается с рецептором, называется лигандом.) После того, как лиганды свяжутся с рецепторами, они могут передать сигнал внутрь клетки через ассоциацию с компонентами цитоскелета на внутренней поверхности клетки. Или через взаимодействие с другими компонентами мембраны. Рецептор сам может быть ферментом. В этом случае он начинает расщеплять внутриклеточные белки, передавая таким образом сигнал в клетку.

В) Эндоцитоз. Клетки поглощают внеклеточные вещества, и они поступают в цитоплазму в ограниченных мембраной пузырьках посредством эндоцитоза. · Фагоцитоз– клетки поглощают нерастворимые вещества · Пиноцитоз – клетки поглощают небольшое количество жидкости..· Рецепторно-опосредованный эндоцитоз. Клетка поглощает чужеродное вещество вместе со своим собственным мембранным рецептором.

Г). Экзоцитоз – это выведение веществ из клетки в случае секреции или для освобождения от непереваренного материала

Состав клеточных мембран

- Липиды -фосфолипыды,холестерин,сфинголипиды.

- Белки–более половины веса мембраны

- Углеводы-представлено преимущественно олигосахаридами остатков мембранных гликопротеинов и гликолипидов..

ж идкостно-мозаичную модель мембраны, согласно которой белковые молекулы плавают в жидком фосфолипидном бислое. Они образуют в нем как бы своеобразную мозаику, но поскольку бислой этот жидкий, то и сам мозаичный узор не жестко фиксирован; белки могут менять в нем свое положение. Покрывающая клетку тонкая мембрана напоминает пленку мыльного пузыря — она тоже все время «переливается».

2. Сравните расположение переферических и интегрированных мембранных белков, изоляция:

Сравнить строение гладкой и шероховатой ЭПС.

Гранулярная ЭПС	Гладкая ЭПС
. Цистерны ГрЭПС обычно параллельные, плоские и вытянутые, особенно в клетках, специализирующихся на синтезе белка Есть на мембранах,которые связ-ся с мембраной с помощью рибофоринов.	Система каналов, пузырьков и трубочек. Не имеет рибосом. Выглядит гладкой в электронном микроскопе. Ее цистерны боле трубчатые или везикулярные, чем у ГрЭПС
Синтез белков на ЭКСПОРТ: Секреторные белки (коллаген) · Белки для клеточной мембраны · Лизосомальные белки	Содержит много ферментов для метаболизма липидов, синтеза стероидных гормонов, распада гликогена и детоксикации

 

Перечислите компоненты ядра и назовите их функции.

Хроматин

-хранение генетической информации в виде строгой последовательности нуклеотидов ДНК

-перенос наследственной характеристики от родителей к потомкам посредством формирования хромосом

-обеспечение роста клеток, поддержание их структуры и функций путем управления синтезом структурных белков

-контроль метаболизма путем регуляции образования необходимых ферментов

-формирование ядрышек.

Ядрышко

Формирование рРНК и белка

Ядерная оболочка

Отделяет ядро от цитоплазмы. Регулирует транспорт веществ.

Ядерный сок

Участвует в транспорте веществ и ядерных структур; заполняет пространство между ядерными структурами; во время деления клеток смешивается с цитоплазмой.

 

Нить ДНК претерпевает пять уровней компактизацни от 2 нм (ее собственный диаметр) до 1400 нм. Низшим уровнем иерархической организации хромосом считается нуклеосомный. Нуклеосома состоит из кора (сердцевины, стержня) и намотанной на него ДНК(1,8 витка). Хроматин на этой стадии имеет вид «бусин», нанизанных на «нить» (молекулярную ДНК). Вторая ступень компактизации - формирование хроматиновой фибриллы диаметром 30 нм. В этом процессе участвует гистон HI, который связывается с ДНК между нуклеосомными корами и сворачивает нуклеосомную фибриллу в спираль, наподобие соленоида, с шагом в 6-8 нуклеосом. Уровень компактизации на этом этапе достигает примерно 40. Третий этап — петельно-доменный - соленоидная фибрилла складывается, образуя петли различной длины. Общий уровень компактизации возрастает до 1000. На четвертом этапе компактизации 300 нм-фибриллы дополнительно сворачиваются, образуя хроматиды диаметром примерно 600-700 нм. Последняя, пятая, ступень компактизации (в 7000 раз) характерна для метафазной хромосомы; ее диаметр равен 1400 нм.

Нуклеосома – это структурная часть хромосомы, образованная совместной упаковкой нити ДНК с гистоновыми белками. Последовательность нуклеосом, соединенная с гистоновым белком Н1, формирует нуклеофиламент или иначе нуклеосомную нить.

Что такое апоптоз?

Апоптоз — генетически запрограммированная гибель клеток, которая приводит к "аккуратной" разборке и удалению клеток.

При апоптозе клетка и ее ядро становятся более компактными, уменьшаясь в размерах. На этой стадии апоптозная клетка содержит темноокрашенное (пикнотическое) ядро, легко узнаваемое под световым микроскопом. Далее хроматин расщепляется на фрагменты посредством ДНК-эндонуклеаз. Во время апоптоза в клетке обнаруживаются крупные цитоплазматические пузырьки (вздутия), которые отделяются от ее поверхности.

С помощью апоптоза осуществляется регуляция объема или, точнее, количества клеток в той или иной ткани. Большинство клеток организма способны активировать свою программу апоптоза, когда существенные изменения происходят в их ДНК, например, непосредственно перед появлением опухоли, когда в ДНК уже накопилось значительное число мутаций. Таким путем апоптоз предотвращает пролиферацию злокачественных клеток, которые возникают вследствие накопленных мутаций ДНК.

Тема 2. Цитология.

1. Перечислите функции клеточной мембраны, назовите ее компоненты и объясните строение мембраны в соответствии с жидкостно-мозаичной теорией.:

а)Избирательная проницаемость (предотвращает попадание вредных веществ внутрь и размывание макромолекул, ферментов и субстратов

· Пассивная диффузия-по градиенту концентрации. без затрат энергии.

 · Облегченная диффузия.- происходит только в одном направлении, требует наличия градиента концентрации и не требует затрат энергии.

 · Активный транспорт-в-ва проходят в обоих направлениях независимо от градиента концентрации. Требует затрат энергии в виде АТФ

б) Передача сигнала (На поверхности клетки есть рецепторы, которые воспринимают экзогенные сигналы (Сигнальная молекула, которая связывается с рецептором, называется лигандом.) После того, как лиганды свяжутся с рецепторами, они могут передать сигнал внутрь клетки через ассоциацию с компонентами цитоскелета на внутренней поверхности клетки. Или через взаимодействие с другими компонентами мембраны. Рецептор сам может быть ферментом. В этом случае он начинает расщеплять внутриклеточные белки, передавая таким образом сигнал в клетку.

В) Эндоцитоз. Клетки поглощают внеклеточные вещества, и они поступают в цитоплазму в ограниченных мембраной пузырьках посредством эндоцитоза. · Фагоцитоз– клетки поглощают нерастворимые вещества · Пиноцитоз – клетки поглощают небольшое количество жидкости..· Рецепторно-опосредованный эндоцитоз. Клетка поглощает чужеродное вещество вместе со своим собственным мембранным рецептором.

Г). Экзоцитоз – это выведение веществ из клетки в случае секреции или для освобождения от непереваренного материала

Состав клеточных мембран

- Липиды -фосфолипыды,холестерин,сфинголипиды.

- Белки–более половины веса мембраны

- Углеводы-представлено преимущественно олигосахаридами остатков мембранных гликопротеинов и гликолипидов..

ж идкостно-мозаичную модель мембраны, согласно которой белковые молекулы плавают в жидком фосфолипидном бислое. Они образуют в нем как бы своеобразную мозаику, но поскольку бислой этот жидкий, то и сам мозаичный узор не жестко фиксирован; белки могут менять в нем свое положение. Покрывающая клетку тонкая мембрана напоминает пленку мыльного пузыря — она тоже все время «переливается».

2. Сравните расположение переферических и интегрированных мембранных белков, изоляция:

Характеристика мембранных белков

Интегральные белки	Периферические белки
Глубоко внедрены в мембранную структуру и не могут быть удалены из мембраны без её разрушения. Для их выделения необходимы детергенты.	Локализованы на поверхности бислоя и экстрагируются растворами солей или просто водой.
Амфифильные глобулярные структуры, центральная погружённая часть – гидрофобна, концевые участки – гидрофильны.	Глобулярные гидрофильные структуры.
Удерживаются в липидном бислое за счёт гидрофобных взаимодействий с углеводородными цепочками жирных кислот.	Удерживаются на поверхности бислоя за счёт ионных взаимодействий с полярными участками фосфолипидов и интегральных белков.

 

 

3. Сравните фагоцитоз и пиноцитоз.

· · Фагоцитоз– клетки поглощают нерастворимые вещества (макромолекулы, бактерии). Формирующийся пузырек называется фагосомой.

· · Пиноцитоз– клетки поглощают небольшое количество жидкости, которая может содержать разные растворы. Пузырьки меньше, чем фагосомы.

· · Рецепторно-опосредованный эндоцитоз. Клетка поглощает чужеродное вещество вместе со своим собственным мембранным рецептором. Связывание лиганда с рецептором запускает сборку комплексов лиганд-рецептор в окаймленные ямки (углубление мембраны, цитоплазматическая поверхность которого покрыта клатрином), а затем окаймленные пузырьки, с помощью которых комплексы лиганд- рецептор проникают в клетку. Здесь клатрин покидает пузырек (последний теперь называется эндосома), а лиганд отделяется от рецептора. Далее эндосома делится на две части: рецептор возвращается на мембрану, лиганд двигается к лизосоме.

· 4. Перечислите и Сравните органеллы и цитоплазматические включения

	Органеллы(митохондрии, рибосомы,эпс, комплекс гольджи. Лизосомы. Клеточный центр, ядрышко	Включения(включ. Гликогена, липидные включения, пигментные включения(меланосома)
Мембраны	Имеют(митохонрии,ядро-2, эпс, комп гольджи, лизосомы-1 мембранные	Не имеют
Функции	Выполняют различные функции(например митохондрии-кислородн. окисление органич. в-в, синтез атф, лизосомы-расщепление высокомолекулярн в-в, эпс-сообщение и транспорт в-в, на гранулярн. синтез белка,на гладк. синтез углеводов и липидов, ядро-передача наследств. Информации, КГ-синтез углеводов и липидов и тд.	Резервная.- В виде таких включений организм запасает питательные вещества. Пигметные- Сформированы из пигментов — веществ яркого цвета. Они обеспечивают клетке определенную окраску. Содержатся только в некоторых клетках организма. Секреторные Они построены из ферментов. Присутствуют они только в специализированных клетках. Например, в клетках поджелудочной железы -
Ферменты	Есть митохондрии атф-аза, эпс- ферменты для метаболизма липидов, синтеза стероидных гормонов, распада гликогена, КГ-синтез олигосахиридов/полисахаридов с помощью гликозилтрансфераз,лизосома-кислая фосфатаза и др.	Не содержат