химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

жду рибосомами, на которых синтезируется белок, и мембранной системой эндоплазматического ретикулума. Репликация ДНК и хромосом, по-видимому, происходит с участием мембран.

К важнейшим биоэнергетическим процессам относятся явления биоэлектрические — генерация биопотенциалов. Распространение нервного импульса есть мембранный процесс. Рецепция — механическая, акустическая, обонятельная, вкусовая, зрительная — происходит с непременным участием мембран.

Из сказанного следует, что физика мембран — одна из центральных областей биофизики. Мембранная физика и бхюлогия имеют фундаментальное значение и для теоретической науки, и для ее приложений в медицине и фармакологии.

Перечислим основные проблемы физики мембран.

1. Строение мембран, динамические свойства мембранной структуры, определяющие ее функциональность (§ 10.2 и 10.3).

2. Пассивный и активный мембранный транспорт (§ 10.4— 10.6).

3. Свойства возбудимых мембран (гл. 11 и 12).

4. Биоэнергетика мембран (гл. 12—14).

5. Физика процессов рецепции (§ 11.7, 12.6, 14.6).

В заключение этого параграфа в табл. 10.1 представлены важнейшие события в биологических мембранах разного типа.

Квант %<х> указывает на явления, связанные со световыми квантами, — изменение электрического потенциала, i — возникновение электрического (ионного) тока, е — транспорт электронов,, АТФ (+) — синтез АТФ, АТФ (-) —распад АТФ.

§ 10.2. Структура мембран

Биологическая мембрана есть динамическая организованная: система; необходимо исследовать как ее устройство, так и динамику ее поведения.

Мембраны состоят в основном из липидов и белков. В клетках млекопитающих содержатся и небольшие количества углеводов, связанных с белками (гликопротеиды) или с лнпидами.. Во внутренних мембранах присутствуют в основном фосфолипи-ды, в плазматических содержатся п нейтральные липиды. Так,, в мембранах эритроцитов 30% липпдов составляет холестерин.

Выделение из мембран индивидуальных компонентов производится с помощью детергентов (например, додецилсульфата натрия), солюбилизирующих нерастворимые вещества, и разделения полученных белков путем электрофореза в полиакриламид-ном геле.

В большинстве случаев мембраны весьма гетерогениы. Фос-фолипиды и липиды представлены в них целыми семействами^ Так, в мембранах эритроцитов человека содержится не менее 20 видов лецитина. Липиды построены из полярной «головы» и двух длинных неполярных углеводородных «хвостов», обладающих гидрофобными свойствами.

Белки мембран также разнообразны. Около трети белков мембраны эритроцита образует спектрин, состоящий из двух компонентов с м. м. 255 000 и 220 000. Вторая треть — ряд белков с м. м. около 90000 и третья — белки с м. м. 9 000—15 000. Существуют и мембраны более простого состава — внутренние мембраны палочек сетчатки содержат лишь один белок — родопсин (см. § 14.7).

Еще в 1935 г. Даниэлли и Давсон предложили так называемую унитарную модель биологической мембраны. Унитарнрч мембрана состоит из двойного липидного слоя, причем гидрофобные «хвосты» липидов обращены внутрь мембрапы, а их «головы» выходят на поверхность, где они взаимодействуют с внешними мономолекулярными белковыми слоями (рис. 10.1).

Основным источником информации о строении клеток и клеточных мембран служит электронная микроскопия. Для получения снимков препараты оттеняются Os04, КМп04 и т. п. Химия происходящих при этом процессов еще недостаточно изучена; неясно также, что происходит при выделении мембран и подготовке препаратов. Здесь не исключены артефакты. Тем не менее основной принцип построения унитарной мембраны — двуслойное расположение липидов — правилен. Это доказывается и рентгенографическими данными. Что касается белков, то их рас*

тов, имеющие толщину менее 10 нм. Установлено, что эти мембраны имеют указанное двуслойное строение. В табл. 10.2 сопоставлены свойства искусственных двуслойных липидных и биологических мембран.

Искусственные мембраны лишены метаболической активности и не обладают столь высокой селективностью, как биологически»

Рис. 10.2. Современная схема строения клеточной мембраны: а — з — глобулярные белки, и — гликолипид, к — фосфолипид, л — сс-спиральный белок,

м — боковая цепь олигосахарида

мембраны. Вместе с тем они моделируют важные свойства биомембран, позволяют изучать и транспорт вещества, и возбудимость.

Установлено, что в системах липиды — вода образуются жидкокристаллические структуры сложного и разнообразного строеТаблица 10.2. Сравнение свойств двуслойных липидных и биологических мембран

Свойства Биологические мембраны при °С Днуслоиные мембраны i ри 36 JC

Толщина, нм Емкость, пФ/мм3 Сопротивление, Ом-см2 Напряжение пробоя, мВ Поверхностное натяжение, Н/см2 Проницаемость для воды, мкм/с Энергия активации для транспорта воды, к Дж/моль 6—10 0,5—1,3 102—105

100

(0,03+1,0)- ю-5 0,37—400

40,3 6,7-7,5 0,38—1,0 10й—М9 150—200 (0,5+2,0).10"5 31,7

53,3

ния, с дальним порядком. Эти системы представляют самостоятельный научный интерес. Есть основания думать, что мног

страница 127
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Аренда элитных домов на Новой Риге в Ильинском
asics в тюмени
Столы, консоли и стулья Carpanelli стиль Современный
наклейки на лодочные моторы ямаха

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.02.2017)