Биологична мембрана: Разлика между версии

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
не е мъниче
м Grammar: 10;
Ред 8: Ред 8:


==Модели==
==Модели==
Правени са многобройни опити да се обясни чрез теоретичен модел структурата на биологичните мембрани, още отпреди доказването на тяхното съществуване през 1930г.
Правени са многобройни опити да се обясни чрез теоретичен модел структурата на биологичните мембрани, още отпреди доказването на тяхното съществуване през 1930 г.


===Ранни хипотези===
===Ранни хипотези===
*1899г., Е. Обертон — хипотеза за наличието на граничен слой на клетката. Основава се на наблюдаваните избирателни свойства на клетката при осмоза. Предполага външен липиден слой, съдържащ холестерол, мастни киселини и лецитин.
*1899 г., Е. Обертон — хипотеза за наличието на граничен слой на клетката. Основава се на наблюдаваните избирателни свойства на клетката при осмоза. Предполага външен липиден слой, съдържащ холестерол, мастни киселини и лецитин.
*1931г., Дж. Плове — предполага еластичност на външния слой. Обособява го от вътрешното съдържимо и го нарича мембрана.
*1931 г., Дж. Плове — предполага еластичност на външния слой. Обособява го от вътрешното съдържимо и го нарича мембрана.
*1925г., Гьортер и Грендел — предлагат идеята за двоен липиден слой, в който полярните главици на липидите от всеки слой са насочени съответно към вътрешността на клетката и към външното пространство. До този извод стигат, като извличат мембрана на еритроцит, разстилат съставящите я липиди на един слой и установяват, че площта му е два пъти по-голяма от площта на еритроцита.
*1925 г., Гьортер и Грендел — предлагат идеята за двоен липиден слой, в който полярните главици на липидите от всеки слой са насочени съответно към вътрешността на клетката и към външното пространство. До този извод стигат, като извличат мембрана на еритроцит, разстилат съставящите я липиди на един слой и установяват, че площта му е два пъти по-голяма от площта на еритроцита.


===Интерфазов модел===
===Интерфазов модел===
1935г., Даниели и Харви — допълват идеята за двойния липиден слой с наличието на белтъци. Те намаляват напрежението на границата между водната и липидната фаза до измерените стойности.
1935 г., Даниели и Харви — допълват идеята за двойния липиден слой с наличието на белтъци. Те намаляват напрежението на границата между водната и липидната фаза до измерените стойности.


===Модел „сандвич“===
===Модел „сандвич“===
1935г., Даниели и Даусън — Доразвиват интерфазовия модел. Предполагат наличието на хидратирани белтъци и от двете страни на липдния бислой. Не е уточнена дебелината на мембраната. Този модел е статичен, симетричен и универсален.
1935 г., Даниели и Даусън — Доразвиват интерфазовия модел. Предполагат наличието на хидратирани белтъци и от двете страни на липдния бислой. Не е уточнена дебелината на мембраната. Този модел е статичен, симетричен и универсален.


===Модер на унитарната биологична мембрана===
===Модер на унитарната биологична мембрана===
1959г., Дж. Робертсън — използва наблюдения с електронен микроскоп, с който за първи път могат да се видят клетъчни мембрани като три слоя. предлага хипотезата за мембрана, дебела 7.5нм и състояща се от липиден бислой от 3.5нм и два белтъчни слоя от по 2нм, покриващи полярните главици на липидите от двете страни на мембраната. Този модел предполага да е универсален за всяка клетка, статичен, и с известна асиметрия между слоевете. Но не обяснява функциите за транспорт през мембраната.
1959 г., Дж. Робертсън — използва наблюдения с електронен микроскоп, с който за първи път могат да се видят клетъчни мембрани като три слоя. предлага хипотезата за мембрана, дебела 7.5нм и състояща се от липиден бислой от 3.5нм и два белтъчни слоя от по 2нм, покриващи полярните главици на липидите от двете страни на мембраната. Този модел предполага да е универсален за всяка клетка, статичен, и с известна асиметрия между слоевете. Но не обяснява функциите за транспорт през мембраната.


===Течно-мозаечен модел (липидно езеро)===
===Течно-мозаечен модел (липидно езеро)===
1972г., С. Синджър и Г. Никълсън — основан е на липидния бислой, но в него са и потопени глобуларни белтъци, които „плуват“ в него. Тези белтъци притежават амфипатичен характер, т.е. едни участъци от тях са хидрофилни и излизат от липидния слой, а други са хидрофобни и са потопени в липидната фаза. Този модел има морфологична и функционална асиметрия на мембраните и динамичност в белтъчния състав. Неуниверсален модел — приложим е за мембрани с по-голямо съдържание на липиди.
1972 г., С. Синджър и Г. Никълсън — основан е на липидния бислой, но в него са и потопени глобуларни белтъци, които „плуват“ в него. Тези белтъци притежават амфипатичен характер, т.е. едни участъци от тях са хидрофилни и излизат от липидния слой, а други са хидрофобни и са потопени в липидната фаза. Този модел има морфологична и функционална асиметрия на мембраните и динамичност в белтъчния състав. Неуниверсален модел — приложим е за мембрани с по-голямо съдържание на липиди.


===Бимодален белтъчен модел (белтъчен кристал)===
===Бимодален белтъчен модел (белтъчен кристал)===
1970г., Вандеркоой и Грийн; 1972г., Грийн и Брухер — добавят към модела на липидното езеро участъци, в които липидният бислой е заместен с белтъчен кристал — бислой от белтъци с поведение на мембранни липиди, благодарение на разполагане на съответстващи хидрофилни и хидрофобни участъци. Белтъчните кристали образуват здрава и неподвижна „рамка“, за която са закрепени и обездвижени рецепторни белтъци. Този модел е динамичен, асиметричен и неуниверсален — приложим е за мембрани с високо съдържание на специфичните белтъци, участващи в белтъчните кристали, например [[спектрин]].
1970 г., Вандеркоой и Грийн; 1972 г., Грийн и Брухер — добавят към модела на липидното езеро участъци, в които липидният бислой е заместен с белтъчен кристал — бислой от белтъци с поведение на мембранни липиди, благодарение на разполагане на съответстващи хидрофилни и хидрофобни участъци. Белтъчните кристали образуват здрава и неподвижна „рамка“, за която са закрепени и обездвижени рецепторни белтъци. Този модел е динамичен, асиметричен и неуниверсален — приложим е за мембрани с високо съдържание на специфичните белтъци, участващи в белтъчните кристали, например [[спектрин]].


Понякога в една и съща мембрана може да има различни участъци, структурирани едни според модела на белтъчния кристал, а други според модела на липидното езеро.
Понякога в една и съща мембрана може да има различни участъци, структурирани едни според модела на белтъчния кристал, а други според модела на липидното езеро.

Версия от 21:32, 23 януари 2010

Напречен разрез на структури образувани от фосфолипиди във воден разтвор.

Биологична мембрана или биомембрана е бариера, създадена от амфипатен слой, който играе ролята на опаковка във или около клетката. Почти винаги е направен от фосфолипиди, образуващи двоен слой (двупластова ципа), като включват холестерол, интегрални мембранни протеини действуващи като йонни канали, аквапори и йонни помпи.[1]

Функция

Мембраната дефинира обхванатото от нея клетъчно или компартментно пространство в клетката, за поддържане на определена биохимична среда различна от заобикалящата я. Например, мембраните на пероксизомите обгръщат пероксидните молекули, предотвратявайнки изтичането им в цитозола и повреждането на клетъчните органели. Органели, дефинирани от мембрани, се наричат мембранни или мембранозни органели.

Най-важното качество на биомембраната е нейната избирателна пропускливост. Това ще рече, че размера, електрическия заряд, химическите свойства на атомите и молекулите, опитващи се да проникнат в клетката или в органелите, се преценяват грижливо, преди да им се позволи да прекосят границата. От есенциално значение е дали биомембраната ще има ефективност в ограждането на клетката от околната ѝ среда. Биомембраните имат определена еластичност. Ако частица е прекалено голяма, за да влезе в клетката, тя бива поета чрез ендоцитоза.

Модели

Правени са многобройни опити да се обясни чрез теоретичен модел структурата на биологичните мембрани, още отпреди доказването на тяхното съществуване през 1930 г.

Ранни хипотези

  • 1899 г., Е. Обертон — хипотеза за наличието на граничен слой на клетката. Основава се на наблюдаваните избирателни свойства на клетката при осмоза. Предполага външен липиден слой, съдържащ холестерол, мастни киселини и лецитин.
  • 1931 г., Дж. Плове — предполага еластичност на външния слой. Обособява го от вътрешното съдържимо и го нарича мембрана.
  • 1925 г., Гьортер и Грендел — предлагат идеята за двоен липиден слой, в който полярните главици на липидите от всеки слой са насочени съответно към вътрешността на клетката и към външното пространство. До този извод стигат, като извличат мембрана на еритроцит, разстилат съставящите я липиди на един слой и установяват, че площта му е два пъти по-голяма от площта на еритроцита.

Интерфазов модел

1935 г., Даниели и Харви — допълват идеята за двойния липиден слой с наличието на белтъци. Те намаляват напрежението на границата между водната и липидната фаза до измерените стойности.

Модел „сандвич“

1935 г., Даниели и Даусън — Доразвиват интерфазовия модел. Предполагат наличието на хидратирани белтъци и от двете страни на липдния бислой. Не е уточнена дебелината на мембраната. Този модел е статичен, симетричен и универсален.

Модер на унитарната биологична мембрана

1959 г., Дж. Робертсън — използва наблюдения с електронен микроскоп, с който за първи път могат да се видят клетъчни мембрани като три слоя. предлага хипотезата за мембрана, дебела 7.5нм и състояща се от липиден бислой от 3.5нм и два белтъчни слоя от по 2нм, покриващи полярните главици на липидите от двете страни на мембраната. Този модел предполага да е универсален за всяка клетка, статичен, и с известна асиметрия между слоевете. Но не обяснява функциите за транспорт през мембраната.

Течно-мозаечен модел (липидно езеро)

1972 г., С. Синджър и Г. Никълсън — основан е на липидния бислой, но в него са и потопени глобуларни белтъци, които „плуват“ в него. Тези белтъци притежават амфипатичен характер, т.е. едни участъци от тях са хидрофилни и излизат от липидния слой, а други са хидрофобни и са потопени в липидната фаза. Този модел има морфологична и функционална асиметрия на мембраните и динамичност в белтъчния състав. Неуниверсален модел — приложим е за мембрани с по-голямо съдържание на липиди.

Бимодален белтъчен модел (белтъчен кристал)

1970 г., Вандеркоой и Грийн; 1972 г., Грийн и Брухер — добавят към модела на липидното езеро участъци, в които липидният бислой е заместен с белтъчен кристал — бислой от белтъци с поведение на мембранни липиди, благодарение на разполагане на съответстващи хидрофилни и хидрофобни участъци. Белтъчните кристали образуват здрава и неподвижна „рамка“, за която са закрепени и обездвижени рецепторни белтъци. Този модел е динамичен, асиметричен и неуниверсален — приложим е за мембрани с високо съдържание на специфичните белтъци, участващи в белтъчните кристали, например спектрин.

Понякога в една и съща мембрана може да има различни участъци, структурирани едни според модела на белтъчния кристал, а други според модела на липидното езеро.

Мембранен генезис

Въпреки, че преобладаващото количество мембрани в клетката постоянно се рециклира, се наблюдава и синтез на нови мембрани и тяхното разрушаване. За синтеза им е необходима мембрана-матрица, по която да се възстанови асиметричната ѝ структура. В извънклетъчни условия мембранните компоненти могат да се самоорганизират в протомембрани, но те нямат специфичната асиметричност на биомембраните в клетката.


Видове биологична мембрана

Вижте също

Източници

  1. Neurophysiological basis of movement. Mark L. Latash 2007. isbn0736063676
  Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Biological membrane в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите. ​

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.​