Transport? Har xil makromolekulyar birikmalar, hujayra komponentlari, membranadagi kanallar orqali o'tishga qodir bo'lmagan supramolekulyar zarrachalarning transmembran harakati, masalan, fagotsitoz, pinotsitoz, ekzotsitoz, hujayralararo bo'shliq orqali o'tish yordamida maxsus mexanizmlar orqali amalga oshiriladi. Ya'ni, moddalarning membrana orqali harakatlanishi turli mexanizmlar yordamida sodir bo'lishi mumkin, ular ulardagi o'ziga xos tashuvchilarning ishtiroki belgilariga, shuningdek energiya iste'moliga ko'ra bo'linadi. Olimlar moddalarni tashishni faol va passivga ajratadilar.

Asosiy transport turlari

Passiv transport - moddaning energiya sarfini talab qilmaydigan gradient (osmotik, konsentratsiya, gidrodinamik va boshqalar) bo'ylab biologik membrana orqali o'tkazilishi.

Moddaning biologik membrana orqali gradientga qarshi o'tkazilishini ifodalaydi. Bu energiya sarflaydi. Inson organizmidagi metabolik reaktsiyalar natijasida hosil bo'lgan energiyaning taxminan 30 - 40% moddalarni faol tashishni amalga oshirishga sarflanadi. Agar inson buyraklarining ishlashini hisobga oladigan bo'lsak, iste'mol qilinadigan kislorodning taxminan 70-80% faol transportga sarflanadi.

Moddalarni passiv tashish

Bu turli xil moddalarning biologik membranalar orqali turli yo'llar bilan o'tkazilishini nazarda tutadi:

• elektrokimyoviy potentsial gradient;
• moddalar kontsentratsiyasi gradienti;
• elektr maydon gradienti;
• osmotik bosim gradienti va boshqalar.

Passiv transportni amalga oshirish jarayoni hech qanday energiya sarfini talab qilmaydi. Bu osonlashtirilgan va oddiy diffuziya orqali sodir bo'lishi mumkin. Ma'lumki, diffuziya - bu modda molekulalarining turli muhitlarda xaotik harakati bo'lib, bu moddaning issiqlik tebranishlari energiyasidan kelib chiqadi.

Agar moddaning zarrasi elektr neytral bo'lsa, u holda diffuziya sodir bo'ladigan yo'nalish membrana bilan ajratilgan muhitdagi moddalar kontsentratsiyasining farqi bilan belgilanadi. Masalan, hujayra bo'linmalari o'rtasida, hujayra ichida va uning tashqarisida. Agar moddaning zarralari, uning ionlari elektr zaryadiga ega bo'lsa, u holda diffuziya nafaqat konsentratsiyalar farqiga, balki berilgan moddaning zaryadining kattaligiga, membrananing ikkala tomonida zaryadning mavjudligi va belgilariga ham bog'liq bo'ladi. . Elektrokimyoviy gradientning kattaligi membrana bo'ylab elektr va konsentratsiya gradientlarining algebraik yig'indisi bilan aniqlanadi.

Membrana bo'ylab tashishni nima ta'minlaydi?

Membrananing passiv tashilishi moddaning mavjudligi, hujayra membranasining turli tomonlari o'rtasida yuzaga keladigan osmotik bosim yoki elektr zaryadi tufayli mumkin. Masalan, qon plazmasidagi Na+ ionlarining o'rtacha darajasi taxminan 140 mM/l, eritrotsitlardagi miqdori esa taxminan 12 baravar yuqori. Konsentratsiyalardagi farq sifatida ifodalangan bunday gradient natriy molekulalarining qon plazmasidan eritrotsitlarga o'tishini ta'minlaydigan harakatlantiruvchi kuchni yaratishga qodir.

Shuni ta'kidlash kerakki, hujayra membranasi ushbu moddaning ionlari uchun past o'tkazuvchanlik bilan tavsiflanganligi sababli bunday o'tish tezligi juda past. Bu membrana kaliy ionlariga nisbatan ancha katta o'tkazuvchanlikka ega. Hujayra metabolizmining energiyasi oddiy diffuziya jarayonini yakunlash uchun ishlatilmaydi.

Diffuziya tezligi

Membran orqali moddalarning faol va passiv tashilishi diffuziya tezligi bilan tavsiflanadi. Buni Fik tenglamasi yordamida tasvirlash mumkin: dm/dt=-kSDC/x.

Bunda dm/dt - bir vaqt birligida tarqaladigan moddaning miqdori, k - diffuziya jarayonining koeffitsienti, diffuziya qiluvchi modda uchun biomembrananing o'tkazuvchanligini tavsiflaydi. S diffuziya sodir bo'ladigan maydonga teng, DS esa biologik membrananing turli tomonlaridagi moddalar kontsentratsiyasidagi farqni ifodalaydi, x esa diffuziya nuqtalari orasidagi masofani tavsiflaydi.

Shubhasiz, konsentratsiyalar va elektr maydonlarining gradientlari bo'ylab bir vaqtning o'zida tarqaladigan moddalar membrana orqali eng oson o'tadi. Moddaning membrana orqali tarqalishining muhim sharti - bu membrananing fizik xususiyatlari, uning har bir o'ziga xos modda uchun o'tkazuvchanligi.

Membrananing ikki qavati tabiat fosfolipidlarining uglevodorod radikallari tomonidan hosil bo'lganligi sababli ular u orqali osongina tarqaladi. Xususan, bu lipidlarda oson eriydigan moddalarga, masalan, qalqonsimon bez va steroid gormonlariga, shuningdek, ba'zi giyohvand moddalarga tegishli.

Mineral ionlar va tabiatan gidrofil bo'lgan past molekulyar og'irlikdagi moddalar kanal hosil qiluvchi oqsil molekulalaridan hosil bo'lgan passiv membrana ion kanallari orqali, ba'zan esa termal tebranish natijasida hujayra membranasida paydo bo'ladigan fosfolipid molekulalarining membrana o'rash nuqsonlari orqali tarqaladi. .

Membrana bo'ylab passiv tashish juda qiziqarli jarayon. Agar shartlar normal bo'lsa, u holda moddalarning katta miqdori ikki qatlamli membranaga faqat qutbsiz bo'lsa va kichik o'lchamga ega bo'lsa, o'tishi mumkin. Aks holda, uzatish tashuvchi oqsillar orqali sodir bo'ladi. Tashuvchi oqsil ishtirokidagi bunday jarayonlar diffuziya emas, balki moddani membrana orqali tashish deyiladi.

Osonlashtirilgan diffuziya

Yengillashtirilgan diffuziya, oddiy diffuziya kabi, moddaning kontsentratsiya gradienti bo'ylab sodir bo'ladi. Asosiy farq shundaki, moddalarni uzatish jarayonida tashuvchi deb ataladigan maxsus oqsil molekulasi ishtirok etadi.

Yengillashtirilgan diffuziya - tashuvchi yordamida kontsentratsiya gradienti bo'ylab amalga oshiriladigan modda molekulalarining biomembranalar orqali passiv uzatilishining bir turi.

Tashuvchi oqsil holatlari

Tashuvchi oqsil ikki konformatsion holatda bo'lishi mumkin. Masalan, A holatida ma'lum bir oqsil o'zi olib yuradigan moddaga yaqinlikka ega bo'lishi mumkin, uning modda bilan bog'lanish joylari ichkariga buriladi va shu bilan membrananing bir tomoniga ochiq bo'lgan teshik hosil qiladi.

Protein uzatilgan modda bilan bog'langandan so'ng uning konformatsiyasi o'zgaradi va uning B holatiga o'tishi sodir bo'ladi.Bunday transformatsiya bilan tashuvchi moddaga yaqinligini yo'qotadi. U tashuvchi bilan bog'lanishdan chiqariladi va membrananing boshqa tomonidagi teshikka o'tadi. Modda o'tkazilgandan so'ng, tashuvchi oqsil yana o'zining konformatsiyasini o'zgartirib, A holatiga qaytadi. Moddaning membrana bo'ylab bunday tashishi uniport deb ataladi.

Osonlashtirilgan diffuziya tezligi

Glyukoza kabi kichik molekulyar og'irlikdagi moddalar osonlashtirilgan diffuziya orqali membrana bo'ylab tashilishi mumkin. Bunday tashish qondan miyaga, hujayralararo bo'shliqlardan sodir bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi diffuziya bilan moddaning o'tish tezligi bir soniyada kanal orqali 10 8 zarrachagacha yetishi mumkin.

Bizga ma'lumki, oddiy diffuziya paytida moddalarning faol va passiv tashish tezligi membrananing har ikki tomonidagi moddaning kontsentratsiyasining farqiga proportsionaldir. Osonlashtirilgan diffuziya holatida bu tezlik moddaning konsentratsiyasining ma'lum bir maksimal qiymatgacha ortib borayotgan farqiga mutanosib ravishda ortadi. Ushbu qiymatdan yuqori bo'lsa, membrananing turli tomonlaridagi kontsentratsiyalar farqi o'sishda davom etsa ham, tezlik oshmaydi. Yengillashtirilgan diffuziya jarayonida bunday maksimal tezlik nuqtasiga erishish, maksimal tezlik uzatish jarayonida barcha mavjud tashuvchi oqsillarning ishtirokini nazarda tutishi bilan izohlanishi mumkin.

Yana qanday tushunchalar membranalar bo'ylab faol va passiv transportni o'z ichiga oladi?

almashinuv diffuziyasi

Hujayra membranasi orqali modda molekulalarini tashishning o'xshash turi biologik membrananing turli tomonlarida joylashgan bir xil moddaning molekulalarining almashinuvda ishtirok etishi bilan tavsiflanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, membrananing har ikki tomonida moddalarni bunday tashish bilan u umuman o'zgarmaydi.

Bir turdagi almashinuv diffuziyasi

Ayirboshlash diffuziyasining turlaridan biri bu bir moddaning molekulasi boshqa moddaning ikki yoki undan ortiq molekulasiga aylanadigan almashinuvdir. Masalan, musbat kaltsiy ionlarini bronxlarning silliq mushak hujayralaridan va yurakning qisqaruvchi miotsitlaridan tomirlardan olib tashlash usullaridan biri ularning hujayradan tashqarida joylashgan natriy ionlari bilan almashinishidir. Bu holda bitta natriy ioni uchta kaltsiy ioniga almashtiriladi. Shunday qilib, o'zaro bog'liq bo'lgan membrana orqali natriy va kaltsiyning harakati mavjud. Hujayra membranasi orqali passiv tashishning bunday turi antiport deb ataladi. Aynan shu tarzda hujayra ortiqcha miqdorda mavjud bo'lgan kaltsiy ionlaridan xalos bo'ladi. Bu jarayon silliq miotsitlar va kardiyomiyositlarning bo'shashishi uchun zarur.

Ushbu maqolada moddalarni membrana orqali faol va passiv tashish ko'rib chiqildi.

Membrana orqali moddalarni tashishning bir necha mexanizmlari mavjud.

Diffuziya- moddalarning membrana orqali kontsentratsiya gradienti bo'ylab kirib borishi (ularning konsentratsiyasi yuqori bo'lgan hududdan ularning konsentratsiyasi past bo'lgan joyga). Moddalarni (suv, ionlar) diffuz tashish molekulyar teshiklari bo'lgan membrana oqsillari ishtirokida yoki lipid faza ishtirokida (yog'da eriydigan moddalar uchun) amalga oshiriladi.

Osonlashtirilgan diffuziya bilan maxsus membrana tashuvchi oqsillar u yoki bu ion yoki molekula bilan tanlab bog'lanadi va ularni konsentratsiya gradienti bo'ylab membrana bo'ylab olib boradi.

faol transport energiya xarajatlari bilan bog'liq bo'lib, moddalarni kontsentratsiya gradientiga qarshi tashish uchun xizmat qiladi. U deb ataladigan maxsus tashuvchi oqsillar tomonidan amalga oshiriladi ion nasoslari. Hayvon hujayralaridagi Na-/K- nasosi eng koʻp oʻrganilgan boʻlib, u Na+ ionlarini tashqariga, K- ionlarini oʻzlashtirib, faol ravishda haydab chiqaradi.Bundan kelib chiqib, hujayrada K-ning katta kontsentratsiyasi va Na+ konsentratsiyasining pastligi saqlanib qoladi. atrof-muhitga. Bu jarayon ATP energiyasini sarflaydi. Membranali nasos yordamida faol tashish natijasida hujayrada Mg2- va Ca2+ konsentratsiyasi ham tartibga solinadi. membrana hujayralari diffuziya ion

Hujayraga ionlarni faol tashish jarayonida turli shakar, nukleotidlar va aminokislotalar sitoplazmatik membrana orqali o'tadi.

Oqsillar, nuklein kislotalar, polisaxaridlar, lipoprotein komplekslari va boshqalarning makromolekulalari ion va monomerlardan farqli o'laroq, hujayra membranalaridan o'tmaydi. Makromolekulalar, ularning komplekslari va zarrachalarini hujayra ichiga tashish butunlay boshqacha tarzda - endotsitoz orqali sodir bo'ladi. Da endositoz (endo... - ichkarida) plazma membranasining ma'lum bir qismi hujayradan tashqari moddani ushlaydi va go'yo uni o'rab oladi va membrana invaginatsiyasi natijasida paydo bo'lgan membrana vakuolasini o'rab oladi. Keyinchalik, bunday vakuola lizosoma bilan bog'lanadi, uning fermentlari makromolekulyarlarni monomerlarga parchalaydi.

Endositozning teskari jarayoni ekzositoz (ekzo... - tashqarida). Unga rahmat, hujayra hujayra ichidagi mahsulotlarni yoki vakuolalar yoki vesikulalar bilan o'ralgan hazm bo'lmagan qoldiqlarni olib tashlaydi. Vesikula sitoplazmatik membranaga yaqinlashadi, u bilan birlashadi va uning tarkibi atrof-muhitga chiqariladi. Ovqat hazm qilish fermentlari, gormonlar, gemitsellyuloza va boshqalar qanday chiqariladi.

Shunday qilib, biologik membranalar hujayraning asosiy strukturaviy elementlari sifatida nafaqat jismoniy chegaralar, balki dinamik funktsional sirtlar sifatida xizmat qiladi. Organellalar membranalarida ko'p biokimyoviy jarayonlar, masalan, moddalarning faol so'rilishi, energiya konvertatsiyasi, ATP sintezi va boshqalar.

• · to'siq - atrof-muhit bilan tartibga solinadigan, selektiv, passiv va faol metabolizmni ta'minlaydi. Masalan, peroksisoma membranasi sitoplazmani hujayra uchun xavfli bo'lgan peroksidlardan himoya qiladi. Selektiv o'tkazuvchanlik membrananing turli atomlar yoki molekulalar uchun o'tkazuvchanligi ularning kattaligiga, elektr zaryadiga va kimyoviy xossalari. Selektiv o'tkazuvchanlik hujayra va hujayra bo'linmalarini atrof-muhitdan ajratish va ularni zarur moddalar bilan ta'minlashni ta'minlaydi.
• · transport - membrana orqali moddalarning hujayra ichiga va hujayradan tashqariga o'tishi sodir bo'ladi. Membranalar bo'ylab tashish quyidagilarni ta'minlaydi: etkazib berish ozuqa moddalari, metabolizmning yakuniy mahsulotlarini olib tashlash, turli moddalarning sekretsiyasi, ionli gradientlarni yaratish, hujayra fermentlarining ishlashi uchun zarur bo'lgan hujayradagi optimal pH va ionlarning konsentratsiyasini saqlash. Ba'zi sabablarga ko'ra fosfolipid ikki qavatini kesib o'ta olmaydigan zarralar (masalan, gidrofil xossalari tufayli, chunki membrana ichida hidrofobik bo'lib, gidrofil moddalarning o'tishiga yo'l qo'ymaydi yoki ularning kattaligi tufayli), lekin hujayra uchun zarur. , maxsus tashuvchi oqsillar (tashuvchilar) va kanal oqsillari orqali yoki endositoz orqali membranaga kirishi mumkin.

Da passiv transport moddalar diffuziya yo‘li bilan kontsentratsiya gradienti bo‘ylab energiya sarflamasdan, lipid ikki qavatini kesib o‘tadi. Ushbu mexanizmning bir varianti osonlashtirilgan diffuziya bo'lib, unda ma'lum bir molekula moddaning membranadan o'tishiga yordam beradi. Bu molekulada faqat bitta turdagi moddaning o'tishiga imkon beruvchi kanal bo'lishi mumkin.

faol transport energiya talab qiladi, chunki u konsentratsiya gradientiga qarshi sodir bo'ladi. Membranada maxsus nasos oqsillari, shu jumladan ATPaz mavjud bo'lib, ular hujayra ichiga kaliy ionlarini (K+) faol ravishda pompalaydi va undan natriy ionlarini (Na +) chiqaradi.

• • matritsa - membrana oqsillarining ma'lum nisbiy joylashuvi va yo'nalishini, ularning optimal o'zaro ta'sirini ta'minlaydi.
• Mexanik - hujayraning avtonomiyasini, uning hujayra ichidagi tuzilmalarini, shuningdek, boshqa hujayralar (to'qimalarda) bilan bog'lanishini ta'minlaydi. Hujayra devorlari mexanik funktsiyani, hayvonlarda esa hujayralararo moddani ta'minlashda muhim rol o'ynaydi.
• energiya - xloroplastlarda fotosintez va mitoxondriyalarda hujayrali nafas olish jarayonida ularning membranalarida energiya uzatish tizimlari ishlaydi, ularda oqsillar ham ishtirok etadi;
• Retseptor - membranada joylashgan ba'zi oqsillar retseptorlardir (hujayra ma'lum signallarni qabul qiladigan molekulalar).

Masalan, qonda aylanib yuradigan gormonlar faqat ushbu gormonlarga mos keladigan retseptorlari bo'lgan maqsadli hujayralarga ta'sir qiladi. Neyrotransmitterlar (nerv impulslarini o'tkazuvchi kimyoviy moddalar) maqsadli hujayralardagi maxsus retseptor oqsillari bilan ham bog'lanadi.

• fermentativ - membrana oqsillari ko'pincha fermentlardir. Masalan, ichak epiteliy hujayralarining plazma membranalarida ovqat hazm qilish fermentlari mavjud.
• · Biopotentsiallarni yaratish va o'tkazishni amalga oshirish.

Membrananing yordami bilan hujayrada ionlarning doimiy kontsentratsiyasi saqlanadi: hujayra ichidagi K + ionining kontsentratsiyasi tashqariga qaraganda ancha yuqori va Na + kontsentratsiyasi ancha past, bu juda muhim, chunki bu membrana bo'ylab potentsial farqni saqlaydi va nerv impulsini hosil qiladi.

hujayra belgilari - membranada marker sifatida ishlaydigan antijenler mavjud - hujayrani aniqlashga imkon beruvchi "yorliqlar". Bular "antennalar" rolini o'ynaydigan glikoproteinlar (ya'ni, ularga tarvaqaylab ketgan oligosakkarid yon zanjirlari bo'lgan oqsillar). Yon zanjir konfiguratsiyasining son-sanoqsizligi tufayli har bir hujayra turi uchun ma'lum bir marker qilish mumkin. Markerlar yordamida hujayralar boshqa hujayralarni tanib, ular bilan birgalikda harakat qilishlari mumkin, masalan, organlar va to'qimalarni shakllantirishda. Shuningdek, u immunitet tizimiga begona antijenlarni tanib olish imkonini beradi.

Darsning texnologik xaritasi

Mavzu: biologik membrana. Moddalarni biologik membranalar orqali tashish.

Sinf: 10-sinf

Dars turi: yangi bilimlarni o'rganish darsi

Maqsad: hujayra membranasining tuzilishi va uning transport tizimlari haqida g'oyalarni shakllantirish

Vazifalar:

Tarbiyaviy:

biomembrananing qisqacha ochilish tarixi bilan tanishtirish;

plazma membranasining tuzilishi haqidagi bilimlarni chuqurlashtirish;

hujayra membranasining transport tizimlarining asosiy turlarini ko'rib chiqing;

bu tizimlarning inson hayotidagi ahamiyatini ochib beradi.

Rivojlanayotgan:

batafsil va izchil javobni talab qiladigan savolni qo‘yish orqali o‘quvchilar nutqini rivojlantirishga ko‘maklashish.

yangi materialni tushuntirishda ixtiyoriy diqqatni rivojlantirish uchun sharoit yaratish.

taqdimotlar, vizual materiallarni namoyish qilishda vizual-majoziy fikrlashni rivojlantirishga yordam berish.

Tarbiyaviy:

o‘quvchilarni dunyoning to‘g‘ri ilmiy tasavvuriga ega qilib tarbiyalash uchun sharoit yaratish.

tengdoshlar va o'qituvchi bilan ta'lim sohasidagi hamkorlikni rejalashtirish qobiliyati.

Asosiy atamalar va tushunchalar: hujayra membranasi, passiv tashish, diffuziya, osmoz, faol tashish, natriy-kaliy nasosi, permiaz oqsili, vezikulyar tashish, vesikula, endotsitoz, fagotsitoz, pinotsitoz, ekzotsitoz.

O'qitish usullari: og'zaki (suhbat, tushuntirish), vizual, qisman kashfiyot, muammoli, taqdimot matni bilan ishlash.

Ta'lim shakllari: frontal

Uskunalar: AKT taqdimoti "Biologik membranalar"

Dars rejasi:

tashkiliy bosqich.

Dars uchun maqsad va vazifalarni belgilash. Talabalarning o'quv faoliyatini rag'batlantirish.

Bilimlarni yangilash.

Yangi materialni o'rganish

Tushunishni dastlabki tekshirish

Uy vazifasi haqida ma'lumot, uning bajarilishi bo'yicha brifing

Reflektsiya

Darslar davomida:

etishmayotganlikni tuzatish

Talabalar bilan salomlashadi, ularning darsga tayyorligini tekshiradi.

Talabalar o'qituvchi bilan salomlashish uchun o'rnidan turishadi, darsga tayyorgarlik ko'rishadi

Shaxsiy: o'z-o'zini tashkil qilish

Kommunikativ: o'qituvchi va sinfdoshlar bilan ta'lim sohasidagi hamkorlikni rejalashtirish.

2. Dars uchun maqsad va vazifalarni belgilash. Talabalarning o'quv faoliyatini rag'batlantirish

8 min.

faoliyatga kiritish uchun ichki ehtiyojning paydo bo'lishi uchun sharoit yaratish

"Sitologiya" fani nimani o'rganadi?

Hujayra nima? Olimning ismi nima, uning kashfiyotlari natijasida tushuncha kiritilgan "hujayra"?

Erdagi barcha tirik organizmlar hujayralardan iborat bo'lib, har bir hujayra himoya qobig'i - membrana bilan o'ralgan.

Kimdir membrana nimani anglatishini biladimi?

Ushbu so'z bilan qanday aloqalaringiz bor?

Lotin tilidan tarjima qilingan "membrana" so'zi "teri, plyonka" degan ma'noni anglatadi. Membrana hujayraning juda faol, doimiy ishlaydigan tuzilishi bo'lib, unga tabiat tomonidan ko'plab funktsiyalar yuklangan.

Bugun biz hujayra membranasining tuzilishi va moddalarning hujayra ichiga va hujayradan tashqariga o'tishi haqida gapiramiz.

Hujayra membranasining tuzilishi va xossalari va transport mexanizmlari haqida bilim zarurligini tushuntirish.

Hujayra membranasini tadqiq qilish tarixini ko'rib chiqish.

Bolalar, ehtimol sizlardan biringiz qanday modellar bo'lganini va qaysi model hozirda umumiy qabul qilinganligini biladimi?

1925 yilda I. Gorter va A. Grendel hujayra membranasi lipid molekulalarining ikki qavatli (ikki qavatli) ekanligini ko'rsatdi.

1935 yilda J. Danielli va X. Douson hujayra membranasida lipidlardan tashqari oqsillar ham borligini ko'rsatdi. Shunday qilib, "sendvich" modeli paydo bo'ldi, unda plazma membranasi oqsillarning ikki qatlami sifatida ifodalangan, ular orasida lipid ikki qavati mavjud edi.

Nima uchun Douson va Danieli tomonidan yaratilgan membrana modeli "sendvich modeli" deb ataladi? (Ma'lumot uchun: sendvich - yopiq sendvich).

1972 yil S.D. Qo'shiqchi va G.L. Nikolson membrananing suyuq-mozaik modelini taklif qildi

Singer va Nikolson olimlari tomonidan yaratilgan hujayra membranasi modeli Davson va Danieli tomonidan yaratilgan modeldan nimasi bilan farq qiladi?

Nima uchun ikkinchi modelning aysberglar suzib yuradigan shov-shuvli dengiz bilan o'xshashligi? Qaysi organik moddalar aysberglarni, qaysi biri shiddatli dengizni anglatadi? (bu yerda membrana oqsillari suyuq lipid ikki qavatida ochiq dengizdagi aysberglar kabi "suzadi". Oqsillar hech qanday tarzda tartiblanmagan va membranada erkin harakatlana oladi deb taxmin qilingan).

- Bolalar, hujayra membranasini aniqlashga harakat qiling.

Hujayra membranasi sitoplazmatik membrana (plazmalemma) yoki biomembran deb ham ataladi - bu barcha hujayralar uchun universal bo'lgan sirt apparatining asosiy qismidir. Uning qalinligi taxminan 5-10 nm. (nanometrlar).

Keling, ko'rib chiqaylik zamonaviy model va javob bering, asosiy komponent nima?

Oqsillarning vazifalari va lipidlarning xossalarini eslang.

Fosfolipidning tuzilishi.

Fosfolipid yog 'kislotalari zanjirlari bilan ifodalangan qutbli gidrofil bosh va qutbsiz hidrofobik dumlardan iborat. Sitoplazmatik membranada gidrofil boshlar membrananing tashqi va ichki tomonlariga, hidrofobik dumlar esa membrananing ichki tomoniga qaragan.

Protein molekulalari lipid ikki qavati bilan bog'langan.

Hujayra membranasi oqsillarining turlari.

unga qisman botiriladigan integral yoki transmembran oqsillar deb ataladi - bu yarim integral oqsillar yoki tashqaridan yoki ichkaridan qo'shilish - periferik oqsillar.

uglevod komponenti

Membranalar oqsil molekulalari (glikoproteinlar) yoki lipidlar (glikolipidlar) bilan bog'liq bo'lgan oligosakkarid yoki polisakkarid zanjirlari bilan ifodalangan uglevod komponentini (10%) o'z ichiga olishi mumkin. Uglevodlar odatda membrananing tashqi yuzasida joylashgan bo'lib, retseptor funktsiyalarini bajaradi.

Evolyutsiyada membrananing ko'rinishi eng katta aromorfozdir. Shu sababli, hujayraning tarkibi chegaralangan bo'ldi tashqi muhit.

UNDA OLING! Hayvon hujayrasida membrana membrana + glikokaliks deb tushuniladi.

Da o'simlik hujayralari membranadan tashqari, tashqarida qalin tsellyuloza qobig'i ham mavjud -hujayra devori - qattiq tashqi qatlam tufayli qo'llab-quvvatlovchi funktsiyani bajaradi, bu hujayralarga aniq shakl beradi.

Berilgan mavzu bo'yicha assotsiatsiyalarni nomlash

Talabalar dars mavzusini yozadilar

Talabalar daftarga kerakli yozuvlarni kiritadilar (Nikolson va Singerning zamonaviy modeliga e'tibor bering)

Talabalar o'z taxminlarini aytadilar

Talabalar ikki turdagi modelni tahlil qiladilar va xulosalar chiqaradilar

Ta'rifni yozing

Talabalar chizmani tahlil qiladilar, asosiy qismlarni nomlaydilar

Hujayra membranasini chizing.

Talabalar o'z taxminlarini aytadilar

Talabalar fosfolipidning tuzilishini chizadilar

Protein turlarini belgilang

Karbongidrat quyruqlarini belgilang

Shaxsiy: o'z-o'zini tashkil qilish

Tartibga soluvchi: o'z harakatlarini tartibga solish qobiliyati;

kognitiv: bilimlarni tizimlashtirish, masalalarni yechishda faoliyat algoritmlarini mustaqil yaratish

Kommunikativ: o'qituvchi va sinfdoshlar bilan ta'lim sohasidagi hamkorlikni rejalashtirish;

3. Yangi materialni o'rganish

20-25 min.

Naslchilik haqidagi bilimlarni fan sifatida mazmunli idrok qilishni tashkil qilish. O'rganilgan bilim va yangi material o'rtasida sabab-oqibat munosabatlarini o'rnatish qobiliyatini rivojlantirish uchun sharoit yarating.

Membrananing xususiyatlari .

a) Mobillik .

Lipid ikki qavati mohiyatan suyuqlik shakllanishi bo'lib, uning tekisligida molekulalar erkin harakatlanishi mumkin - o'zaro tortishish tufayli aloqalarni yo'qotmasdan "oqim" (devordagi suyuqlik oqimining namoyishi sovun pufagi plastik naychaga osilgan ). Hidrofobik quyruqlar bir-biriga nisbatan erkin siljishi mumkin.

b) O'z-o'zini yopish qobiliyati .

(sovun pufagini teshib, ignani olib tashlashda uning devorining yaxlitligi darhol tiklanishini namoyish qilish) . Bu qobiliyat tufayli hujayralar plazma membranalarining birlashishi natijasida birlashishi mumkin (masalan, mushak to'qimalarining rivojlanishi paytida).

ichida) Selektiv o'tkazuvchanlik . Hujayra normal ishlashi uchun transport va chegara nazorati o'rnatilishi kerak. Plazma membranasi ularning hujayralarini maxsus ob'ekt kabi himoya qiladi. Masalan, ikki qavatli lipidlar va maxsus membrana kanallari yoki tashuvchi oqsillar orqali o'tadigan moddalar tarmog'i erkin o'tadi.

Hujayra membranalari bir qator muhim funktsiyalarni bajaradi:

strukturaviy (ko'pchilik organellalarga kiradi);

to'siq (Membrana hujayra tarkibini tashqi muhitdan ajratib turadi, hujayrani unga begona moddalarning kirib kelishidan himoya qiladi va hujayra ichidagi muhitning barqarorligini ta'minlaydi),

metabolik jarayonlarni tartibga solish ;

retseptor ( Retseptor joylari membrananing tashqi yuzasida joylashgan bo'lib, u erda gormonlar va boshqa tartibga soluvchi molekulalarning bog'lanishi sodir bo'ladi),

va transport.

Tasavvur qiling-a, moddalar hujayraga kirib borishi kerak. Buning uchun plazma membranasini engish kerak. Moddalarning kirib borishining qanday ma'lum usullarini eslay olasiz?

???????

Transferning ikkita asosiy turi mavjud, passiv va faol. Passiv diffuziya deb ham ataladi.

Diffuziya deganda nimani tushunasiz?

Shunday qilib,agar modda membrana orqali yuqori konsentratsiyali hududdan past konsentratsiyaga (ya'ni, ushbu moddaning kontsentratsiyasi gradienti bo'ylab) harakat qilsa.va energiya sarfisiz amalga oshiriladi, bunday transport deyiladipassiv yoki diffuz. Uo'z navbatida oddiy va osonlashtirilgan diffuziya, osmosga bo'linadi.

Oddiy diffuziya bilan bu moddalarning konsentratsiyasi yuqori bo'lgan joydan ularning konsentratsiyasi past bo'lgan joyga membrana orqali moddalarning o'z-o'zidan harakati mavjud. Oddiy diffuziya bilan kichik molekulalar (masalan, H 2 0, 0 2 , S0 2 , karbamid) va ionlar. Qoida tariqasida, bu qutbsiz moddalardir. Oddiy diffuziya nisbatan sekin

Diffuz tashishni tezlashtirish uchun membrana tashuvchi oqsillar mavjud.Ular u yoki bu ion yoki molekula (qutbiy molekulalar va ionlar) bilan tanlab bog`lanib, ularni membrana orqali olib o`tadi. Ushbu turdagi transport deyiladiosonlashtirilgan diffuziya . Yengillashtirilgan diffuziyali moddalarning o'tish tezligi oddiy diffuziyaga qaraganda bir necha baravar yuqori.

Suv hujayra tomonidan asosan osmoz orqali so'riladi. Osmoz - konsentratsiyadagi farq tufayli suvning yarim o'tkazuvchan membrana orqali tarqalishi. Osmoz diffuziya shakli bo'lib, unda faqat suv molekulalari harakatlanadi.

transport, qaysi amalga oshirildi; bajarildi qachon , kontsentratsiya gradientiga qarshi o'tish passiv transport deb ataladi. Bunday uzatish hujayra tomonidan energiya sarflashni talab qiladi. Faol transport hujayra ichidagi moddalarni to'plash uchun xizmat qiladi. Faol transport uchun mavjud energiya yordamida ishlaydigan maxsus nasoslar. Ko'pincha energiya manbai ATP hisoblanadi. Faol transport hal qiluvchi ahamiyatga ega, chunki u hujayra hayoti uchun zarur bo'lgan moddalarning selektiv kontsentratsiyasini ta'minlaydi.

Moddalarni tashishni amalga oshiring, maxsus mexanizmlar, bu ion nasoslari yoki ATP-azalar.

Uchta ion nasoslari mavjud:

natriy-kaliy (Na/ K- ATPaz)

Kaltsiy nasoslari (Ca - ATPaz)

proton nasoslari (H- ATPaz)

Barcha ATP nasoslari transmembran oqsillari - permeazlardir. Bu oqsillar bitta moddani bir yo'nalishda (uniport - natriy) yoki bir vaqtning o'zida bir nechta moddalarni (simport - xlor, aminokislotalar, saxaroza) yoki ikkita moddani qarama-qarshi yo'nalishda (antiport - magniy, natriy, marganets) o'tkazishi mumkin. Shunday qilib, glyukoza hujayralarga ion bilan birga kirishi mumkinNa +.

Amaldagi energiya manbasiga qarab faol transport ikki turga bo'linadi: birlamchi faol va ikkilamchi faol. Birlamchi faol transport uchun energiya to'g'ridan-to'g'ri ATP yoki boshqa yuqori energiyali fosfat birikmalarining parchalanishidan olinadi. Eng keng tarqalgan asosiy faol transportlardan biri natriy-kaliy nasosidir.(video).

ikkilamchi faol transport Hujayra membranasining har ikki tomonida yon moddalar, molekulalar yoki ionlar kontsentratsiyasining farqi shaklida to'plangan ikkilamchi energiya bilan ta'minlanadi, dastlab birlamchi faol transport orqali hosil bo'ladi.. Masalan, ingichka ichak shilliq qavatining hujayra membranasida glyukoza va Na + ning o'tishini (simportini) amalga oshiradigan oqsil mavjud.nafas olish shilliq qavatining eng baland epitelial hujayralari.

Membranali transportning o'ziga xos va nisbatan yaxshi o'rganilgan turivesikulyar transport.

Ushbu turdagi materiallarni tashish qanday amalga oshirilishini kimdir biladimi? Vesikula nima? Qanday tushunasiz?

Vesikula - so'zma-so'z o'ralgan sumka deb tarjima qilingan. Moddalarning (hujayra ichiga yoki tashqarisiga) o'tish yo'nalishiga qarab, bu transportning ikki turi - endositoz va ekzotsitoz farqlanadi.

Endositoz - membrana pufakchalarini hosil qilish orqali tashqi zarrachalarning hujayra tomonidan so'rilishi. Endositozning fagotsitoz va pinotsitoz kabi turlari mavjud.

Fagotsitoz jarayoni qanday? Ilgari u bilan qayerda uchrashgansiz?

Fagotsitoz - membranaga joylashtirilgan fagotsit hujayralari ozuqa moddalarining qattiq zarralarini ushlab, hazm qiladigan hujayrali jarayon. Inson tanasida fagotsitoz ikki turdagi hujayralar membranalari tomonidan amalga oshiriladi: granulotsitlar (granüler leykotsitlar) va makrofaglar (immun qotil hujayralar);

pinotsitoz – u bilan aloqada bo'lgan suyuqlik molekulalarining hujayra membranasi yuzasi tomonidan ushlash jarayoni.

Ekzotsitoz - jarayon, teskari

endositoz; hujayralardan chiqariladi

hazm bo'lmagan qattiq moddalar

zarralar va suyuqlik sekretsiyasi.

Talabalar hujayra membranasining xususiyatlarini yozadilar

Membrananing vazifalarini yozing

Hujayraga moddaning kirib borishi mumkinligi haqida o'z fikrlarini bildiring

O`quvchilar daftarlarida moddalarning o`tish turlarini belgilaydilar.

Oddiy diffuziyani sxematik tarzda chizing va chizmaga izoh bering.

Osonlashtirilgan diffuziyani sxematik tarzda chizing va rasmga izoh bering.

Osmosning sxematik eskizini chizing va chizmaga izoh bering

Daftarga eslatma yozish

Natriy-kaliy nasosining mexanizmini chizing

Talabalar o'z taxminlarini aytadilar

Talabalar ta'riflar va eskiz yozadilar

Shaxsiy: vazifalarni bajarishda o'z harakatlarining motivlarini tushunish; o'rganishga ijobiy munosabatni rivojlantirish kognitiv faoliyat, yangi bilimlarga ega bo'lish istagi, o'z xatolarini tan olish va ularni bartaraf etishga intilish;

Kognitiv: samarali fikrlash va axborot bilan ishlash qobiliyati;darslik bilan ishlash qobiliyati va stol yasash;kerakli ma'lumotlarni qidirish va tanlash;ob'ektlarning mohiyatini, xususiyatlarini aniqlash qobiliyati; ob'ektlarni tahlil qilish asosida xulosalar chiqarish qobiliyati;

4. Olingan bilimlarni mustahkamlash

5 daqiqa.

Qo'yilgan vazifalarning erishilgan natija bilan o'zaro bog'liqligi, yangi bilimlarni mustahkamlash, keyingi maqsadlarni belgilash

Mashq qilish. Taklif etilgan vaziyatlarni tahlil qiling, tegishli analogiyalarni tuzing va membrana orqali qanday transport turlari haqida gap ketganiga javob bering.

A) Siz avtobus bekatida olomon orasida turibsiz. Bo'sh avtobus yaqinlashmoqda. Odamlar avtobusni to'ldirishni boshlaydilar. Bu juda oson sodir bo'ladi. Bekatda u erkinroq bo'ladi va avtobus teng ravishda to'ldiriladi.(passiv)

b) Siz avtobus bekatida yolg'iz turibsiz. Olomon avtobus yaqinlashmoqda va siz har qanday holatda ketishingiz kerak. Avtobusga chiqish uchun tirsagingizni ishlang. To'g'ri, sizga rahmdil yo'lovchilardan biri yordam berishi mumkin.(faol)

Talabalar berilgan vaziyatlarni tahlil qiladilar va xulosalar chiqaradilar.

Shaxsiy: o'z-o'zini tashkil qilish

Tartibga soluvchi: o'z faoliyatini tashkil etish qobiliyati; vazifani bajarishda ishingizni rejalashtirish; ishlarning bajarilishini nazorat qilish;o'z vazifasining muvaffaqiyatini aniqlash qobiliyati;

Kommunikativ: vazifalarga muvofiq nutq bayonotini qurish qobiliyati; o'z fikrlarini og'zaki shakllantirish qobiliyati.

5. Uyga vazifa

2 daqiqa.

Amalga oshirish bo'yicha ko'rsatmalar Uy ishi

Eslatmalaringizni qiling (ta'riflar, sxematik chizmalar)

Talabalar topshiriqni kundalikka yozadilar. Uni amalga oshirish haqida savollar bering.

Shaxsiy: hazm bo'ladigan tarkibni baholash qobiliyati;

Kommunikativ: muloqot qilish, tengdoshlar va o'qituvchi bilan muloqot qilish qobiliyati;vazifalarga muvofiq nutq bayonotini qurish qobiliyati; o'z fikrlarini og'zaki shakllantirish qobiliyati.

6. Reflektsiya

3 min.

Faoliyat jarayoni va natijasini tushunish

Talabalar o'z fikrlarini bildiradilar.

Ular yangi materialning asosiy pozitsiyalarini va ularni qanday o'rganganliklarini nomlashadi (nima ishlagan, nima ishlamagan va nima uchun)

Shaxsiy: o'z faoliyatini tahlil qilish qobiliyati; maqsadga erishish uchun keyingi qadamlarni rejalashtirish.

Normativ:o'quvchilar tomonidan allaqachon o'rganilgan va hali o'zlashtirilishi kerak bo'lgan narsalarni ajratib ko'rsatish va xabardor qilish, assimilyatsiya sifati va darajasini bilish;o'z faoliyatini tashkil etish qobiliyati; vazifani bajarayotganda ishingizni rejalashtirish

Kommunikativ:tanqidiy fikrlash qobiliyati; o'zini ko'rsatish qobiliyati; boshqa odamlarning fikrlarini tinglang va hisobga oling.

Hujayra sirt apparatining to'siq-transport funktsiyasi ionlar, molekulalar va supramolekulyar tuzilmalarning hujayra ichiga va tashqarisiga tanlab o'tishi bilan ta'minlanadi. Membranalar orqali tashish ozuqa moddalarini etkazib berishni va hujayradan metabolizmning yakuniy mahsulotlarini olib tashlashni, sekretsiyani, ion gradientlarini va transmembran potentsialini yaratishni, hujayradagi zarur pH qiymatlarini saqlashni va boshqalarni ta'minlaydi.

Moddalarning hujayra ichiga va tashqarisiga o'tish mexanizmlari quyidagilarga bog'liq kimyoviy tabiat tashiladigan modda va uning diqqat hujayra membranasining ikkala tomonida va o'lchamlardan tashilgan zarralar. Kichik molekulalar va ionlar membrana bo'ylab passiv yoki faol transport orqali tashiladi. Makromolekulalar va yirik zarrachalarning koʻchishi “membrana oʻramida”, yaʼni membrana bilan oʻralgan pufakchalar hosil boʻlishi hisobiga transport vositasida amalga oshiriladi.

Passiv transport Moddalarning kontsentratsiya gradienti bo'ylab membrana bo'ylab energiya sarf qilmasdan harakatlanishi deyiladi. Bunday transport ikkita asosiy mexanizm orqali amalga oshiriladi: oddiy diffuziya va osonlashtirilgan diffuziya.

yo'l oddiy diffuziya kichik qutbli va qutbsiz molekulalar, yog 'kislotalari va boshqa past molekulyar og'irlikdagi hidrofobik moddalar tashiladi. organik moddalar. Passiv diffuziya orqali amalga oshiriladigan membrana orqali suv molekulalarini tashish deyiladi osmos. Oddiy diffuziyaga misol qilib, gazlarning qon kapillyarlarining endotelial hujayralarining plazma membranasi orqali atrofdagi to'qima suyuqligiga va orqaga o'tishidir.

O'z-o'zidan membranadan o'ta olmaydigan gidrofil molekulalar va ionlar maxsus membrana transport oqsillari yordamida tashiladi. Ushbu transport mexanizmi deyiladi osonlashtirilgan diffuziya.

Membran transport oqsillarining ikkita asosiy klassi mavjud: tashuvchi oqsillar va kanal oqsillari. Tashish qilingan moddaning molekulalari, bog'lanish tashuvchi oqsil, uning konformatsion o'zgarishlarini keltirib chiqaradi, natijada bu molekulalarning membrana orqali o'tishiga olib keladi. Yengillashtirilgan diffuziya tashiladigan moddalarga nisbatan yuqori selektivlik bilan tavsiflanadi.

Protein kanallari lipid ikki qavatiga kirib, suv bilan to'ldirilgan teshiklarni hosil qiladi. Bu teshiklar ochiq bo'lsa, ular orqali noorganik ionlar yoki tashilgan moddalar molekulalari o'tadi va shu bilan membrana orqali tashiladi. Ion kanallari soniyada taxminan 10 6 ionning o'tkazilishini ta'minlaydi, bu tashuvchi oqsillar tomonidan amalga oshiriladigan transport tezligidan 100 baravar ko'pdir.

Ko'pgina kanal oqsillari mavjud "darvozalar", qaysi kuni ochiladi qisqa vaqt va keyin yoping. Kanalning tabiatiga qarab, eshik signalizatsiya molekulalarining bog'lanishiga (ligandli eshik kanallari), membrana potentsialidagi o'zgarishlarga (kuchlanish eshiklari kanallari) yoki mexanik stimulyatsiyaga javoban ochilishi mumkin.

Faol transport moddalarning konsentratsiya gradientlariga qarshi membrana bo'ylab harakatlanishi. U tashuvchi oqsillar yordamida amalga oshiriladi va energiya sarfini talab qiladi, uning asosiy manbai ATP hisoblanadi.

Na + va K + ionlarini hujayra membranasi orqali pompalash uchun ATP gidrolizi energiyasidan foydalanadigan faol transportga misol bo'ladi. natriy-kaliy pompasi, hujayralarning plazma membranasida membrana potentsialini yaratishni ta'minlaydi.

Nasos biologik membranalarga o'rnatilgan adenozin trifosfatazaning o'ziga xos oqsillari-fermentlari tomonidan hosil bo'lib, ATP molekulasidan fosfor kislotasi qoldiqlarining parchalanishini katalizlaydi. ATPazlarning tarkibiga quyidagilar kiradi: ferment markazi, ion kanali va nasosning ishlashi paytida ionlarning orqaga oqishi oldini oladigan strukturaviy elementlar. Natriy-kaliy nasosining ishlashi hujayra tomonidan iste'mol qilinadigan ATPning 1/3 qismidan ko'prog'ini iste'mol qiladi.

Tashish oqsillarining bir yoki bir necha turdagi molekulalar va ionlarni tashish qobiliyatiga qarab, passiv va faol transport uniport va koport yoki qo'shilgan transportga bo'linadi.

Uniport - bu tashuvchi oqsil faqat bitta turdagi molekulalar yoki ionlarga nisbatan ishlaydigan transportdir. Koport yoki bog'langan transportda tashuvchi oqsil ikki yoki undan ortiq turdagi molekulalar yoki ionlarni bir vaqtning o'zida tashishga qodir. Ushbu tashuvchi oqsillar deyiladi hamkorlar, yoki bog'langan tashuvchilar. Koportning ikki turi mavjud: simport va antiport. Qachon simport molekulalar yoki ionlar bir yo'nalishda tashiladi va qachon antiport - qarama-qarshi yo'nalishlarda. Misol uchun, natriy-kaliy nasosi antiport printsipi bo'yicha ishlaydi, hujayralardan Na + ionlarini va K + ionlarini ularning elektrokimyoviy gradientlariga qarshi hujayralarga faol ravishda pompalaydi. Birlamchi siydikdan glyukoza va aminokislotalarning buyrak tubulyar hujayralari tomonidan reabsorbtsiyalanishi simptomga misol bo'la oladi. Birlamchi siydikda Na + kontsentratsiyasi har doim buyrak kanalchalari hujayralarining sitoplazmasidan sezilarli darajada yuqori bo'lib, bu natriy-kaliy nasosining ishi bilan ta'minlanadi. Birlamchi siydik glyukozasining konjugatsiyalangan tashuvchi oqsil bilan bog'lanishi Na + kanalini ochadi, bu Na + ionlarining birlamchi siydikdan hujayra ichiga konsentratsiya gradienti bo'ylab, ya'ni passiv transport orqali o'tishi bilan birga keladi. Na + ionlarining oqimi, o'z navbatida, tashuvchi oqsilning konformatsiyasida o'zgarishlarga olib keladi, natijada glyukoza Na + ionlari bilan bir xil yo'nalishda: birlamchi siydikdan hujayraga o'tadi. Bunday holda, glyukozani tashish uchun, ko'rinib turganidek, konjugatsiyalangan tashuvchi natriy-kaliy nasosining ishlashi natijasida hosil bo'lgan Na + ionlarining gradienti energiyasidan foydalanadi. Shunday qilib, glyukozani tashish uchun Na + ionlarining gradientidan foydalanadigan natriy-kaliy pompasi va konjugatsiyalangan tashuvchining ishlashi birlamchi siydikdan deyarli barcha glyukozani qayta singdirish va uni tananing umumiy metabolizmiga kiritish imkonini beradi.

Zaryadlangan ionlarning tanlab tashilishi tufayli deyarli barcha hujayralarning plazmalemmasi tashqi tomonida musbat, ichki sitoplazmatik tomonida manfiy zaryadlarni olib yuradi. Natijada, membrananing ikkala tomoni o'rtasida potentsial farq hosil bo'ladi.

Transmembran potentsialining shakllanishi asosan plazma membranasiga o'rnatilgan transport tizimlarining ishi tufayli erishiladi: natriy-kaliy nasosi va K + ionlari uchun oqsil kanallari.

Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, natriy-kaliy nasosining ishlashi paytida hujayra tomonidan so'rilgan har ikki kaliy ioni uchun undan uchta natriy ioni chiqariladi. Natijada hujayralar tashqarisida Na + ionlarining ortiqcha qismi, ichida esa K + ionlarining ortiqcha qismi hosil bo'ladi. Shu bilan birga, transmembran potentsialini yaratishga yanada muhim hissa qo'shadi kaliy kanallari, ular doimo dam olishda hujayralarda ochiq. Shu tufayli K + ionlari hujayradan konsentratsiya gradienti bo'ylab hujayradan tashqari muhitga chiqadi. Natijada, membrananing ikki tomoni o'rtasida 20 dan 100 mV gacha bo'lgan potentsial farq paydo bo'ladi. Qo'zg'aluvchan hujayralarning plazma membranasi (asab, mushak, sekretor) K + - kanallari bilan birga hujayraga kimyoviy, elektr yoki boshqa signallar ta'sir qilganda qisqa vaqt davomida ochiladigan ko'p sonli Na + kanallarini o'z ichiga oladi. Na + kanallarining ochilishi transmembran potentsialining o'zgarishiga (membrananing depolarizatsiyasi) va signalning ta'siriga hujayraning o'ziga xos javobiga olib keladi.

Membranada potentsial farq hosil qiluvchi transport oqsillari deyiladi elektrogen nasoslar. Natriy-kaliy nasosi hujayralarning asosiy elektrogen nasosi bo'lib xizmat qiladi.

Membranli qadoqlarda tashish tashishning ma'lum bosqichlarida tashiladigan moddalar membrana pufakchalari ichida joylashganligi, ya'ni ular membrana bilan o'ralganligi bilan tavsiflanadi. Moddalarning (hujayra ichiga yoki tashqarisiga) o'tish yo'nalishiga qarab, membrana o'ramida tashish endotsitoz va ekzotsitozga bo'linadi.

Endositoz makromolekulalar va undan kattaroq zarralar (viruslar, bakteriyalar, hujayra bo'laklari) hujayrasi tomonidan so'rilish jarayoni deyiladi. Endositoz fagotsitoz va pinotsitoz orqali amalga oshiriladi.

Fagotsitoz - hajmi 1 mikrondan ortiq bo'lgan (bakteriyalar, hujayra bo'laklari va boshqalar) qattiq mikrozarrachalarning hujayra tomonidan faol tutilishi va so'rilishi jarayoni. Fagotsitoz jarayonida hujayra fagotsitozlangan zarrachaning maxsus molekulyar guruhlarini maxsus retseptorlar yordamida taniydi.

Keyin zarrachaning hujayra membranasi bilan aloqa qilish joyida plazma membranasining o'simtalari hosil bo'ladi - psevdopodiya, mikrozarrachani har tomondan o'rab oladi. Psevdopodiyalarning birlashishi natijasida bunday zarracha membrana bilan o'ralgan pufakchaga o'ralgan bo'lib, u deyiladi. fagosoma. Fagosomalarning shakllanishi energiyaga bog'liq jarayon bo'lib, aktomiozin tizimining ishtirokida davom etadi. Sitoplazmaga botgan fagosoma kech endosoma yoki lizosoma bilan birlashishi mumkin, buning natijasida hujayra tomonidan so'rilgan organik mikrozarrachalar, masalan, bakteriya hujayrasi hazm qilinadi. Odamlarda faqat bir nechta hujayralar fagotsitozga qodir: masalan, biriktiruvchi to'qima makrofaglari va qon leykotsitlari. Bu hujayralar bakteriyalarni, shuningdek, tanaga kirgan turli xil qattiq zarralarni yutadi va shu bilan uni patogenlar va begona zarralardan himoya qiladi.

pinotsitoz- suyuqlikning hujayra tomonidan haqiqiy va kolloid eritmalar va suspenziyalar shaklida so'rilishi. Bu jarayon ichida umumiy ma'noda fagotsitozga o'xshash: bir tomchi suyuqlik hujayra membranasining hosil bo'lgan chuqurchasiga botiriladi, u bilan o'ralgan va diametri 0,07-0,02 mkm bo'lgan pufakchaga o'ralgan bo'lib, hujayra gialoplazmasiga botiriladi.

Pinotsitozning mexanizmi juda murakkab. Bu jarayon hujayra sirtining taxminan 2% ni egallagan chegaralangan chuqurchalar deb ataladigan hujayra yuzasi apparatining ixtisoslashgan joylarida amalga oshiriladi. chegaralangan chuqurchalar plazmalemmaning kichik invaginatsiyalari bo'lib, ularning yonida periferik gialoplazmada ko'p miqdorda oqsil mavjud. klatrin. Hujayra yuzasida chegaralangan chuqurlar hududida, shuningdek, ko'chirilgan molekulalarni aniq tanib, bog'lay oladigan ko'plab retseptorlar mavjud. Ushbu molekulalar retseptorlar bilan bog'langanda, klatrin polimerizatsiyasi sodir bo'ladi va plazmalemma invaginalanadi. Natijada, a chegaralangan qabariq, tashilgan molekulalarni olib yuradi. Bunday pufakchalar elektron mikroskop ostida ularning yuzasida klatrin notekis chegaraga o'xshab ko'rinishi sababli nom oldi. Plazmalemmadan ajralgandan so'ng chegaralangan pufakchalar o'z klatrinini yo'qotadi va boshqa pufakchalar bilan qo'shilish qobiliyatiga ega bo'ladi. Klatrinning polimerizatsiya va depolimerizatsiya jarayonlari energiya talab qiladi va ATP etishmasligi bilan bloklanadi.

Pinotsitoz, chegaralangan chuqurlarda retseptorlarning yuqori konsentratsiyasi tufayli, o'ziga xos molekulalarni tashishning selektivligi va samaradorligini ta'minlaydi. Masalan, chegaralangan chuqurlarda tashiladigan moddalar molekulalarining kontsentratsiyasi ularning atrof-muhitdagi konsentratsiyasidan 1000 baravar yuqori. Pinotsitoz oqsillar, lipidlar va glikoproteinlarni hujayra ichiga tashishning asosiy usuli hisoblanadi. Pinotsitoz orqali hujayra kuniga uning hajmiga teng suyuqlik miqdorini o'zlashtiradi.

Ekzotsitoz- hujayradan moddalarni olib tashlash jarayoni. Hujayradan olib tashlanishi kerak bo'lgan moddalar birinchi navbatda transport pufakchalari bilan o'ralgan bo'lib, ularning tashqi yuzasi, qoida tariqasida, oqsil klatrin bilan qoplangan, keyin bunday pufakchalar hujayra membranasiga yo'naltiriladi. Bu erda pufakchalar membranasi plazmalemma bilan birlashadi va ularning tarkibi hujayradan tashqariga quyiladi yoki plazmalemma bilan aloqani saqlab, glikokaliks tarkibiga kiradi.

Ekzotsitozning ikki turi mavjud: konstitutsiyaviy (asosiy) va tartibga solinadigan.

Konstitutsiyaviy ekzotsitoz tananing barcha hujayralarida uzluksiz davom etadi. U hujayradan metabolik mahsulotlarni olib tashlash va hujayra membranasini doimiy ravishda tiklash uchun asosiy mexanizm bo'lib xizmat qiladi.

Regulyatsiya qilingan ekzotsitoz faqat bajaradigan maxsus hujayralarda amalga oshiriladi sekretsiya funktsiyasi. Chiqarilgan sir sekretor pufakchalarda to'planadi va ekzotsitoz hujayra tegishli kimyoviy yoki elektr signalini olgandan keyingina sodir bo'ladi. Masalan, oshqozon osti bezining Langergans orolchalarining b-hujayralari qonda glyukoza kontsentratsiyasi ortgandagina o'z sirlarini qonga chiqaradi.

Ekzotsitoz paytida sitoplazmada hosil bo'lgan sekretor pufakchalar odatda ko'p miqdorda termoyadroviy oqsillar yoki termoyadroviy oqsillarni o'z ichiga olgan sirt apparatining ixtisoslashgan joylariga yo'naltiriladi. Plazmalemma va sekretor pufakchaning sintez oqsillari o'zaro ta'sirlashganda, pufakcha bo'shlig'ini hujayradan tashqari muhit bilan bog'laydigan termoyadroviy teshik hosil bo'ladi. Shu bilan birga, aktomiozin tizimi faollashadi, buning natijasida vesikulaning tarkibi hujayradan tashqariga chiqadi. Shunday qilib, induktsiyalangan ekzotsitoz paytida energiya nafaqat sekretor pufakchalarni plazmalemmaga o'tkazish uchun, balki sekretsiya jarayoni uchun ham talab qilinadi.

Transsitoz, yoki dam olish , - bu alohida molekulalar hujayra orqali tashiladigan transportdir. Ushbu turdagi transportga endo- va ekzotsitozning kombinatsiyasi orqali erishiladi. Transsitozga misol qilib, moddalarning inson kapillyarlarining qon tomir devorlarining hujayralari orqali olib o'tilishi mumkin, bu ham bir yo'nalishda, ham boshqa yo'nalishda amalga oshirilishi mumkin.

Moddalarning hujayra ichiga va tashqarisiga, shuningdek, sitoplazma va turli hujayra osti organellalari (mitoxondriya, yadro va boshqalar) o'rtasida tashish membranalar orqali ta'minlanadi. Agar membranalar ko'r-ko'rona to'siq bo'lsa, u holda hujayra ichidagi bo'shliq ozuqa moddalariga kira olmaydi va chiqindilarni hujayradan olib tashlab bo'lmaydi. Shu bilan birga, to'liq o'tkazuvchanlik bilan hujayrada ma'lum moddalarning to'planishi mumkin bo'lmaydi. Membrananing transport xususiyatlari bilan tavsiflanadi yarim o'tkazuvchanlik : ba'zi birikmalar unga kira oladi, boshqalari esa:

Turli moddalar uchun membrana o'tkazuvchanligi

Membrananing asosiy vazifalaridan biri moddalarni tashishni tartibga solishdir. Moddalarni membrana orqali o'tkazishning ikki yo'li mavjud: passiv va faol transport:

Membranalar bo'ylab moddalarni tashish

Passiv transport . Agar modda hujayra tomonidan energiya iste'mol qilmasdan yuqori konsentratsiyali hududdan past konsentratsiyaga (ya'ni, ushbu moddaning kontsentratsiyasi gradienti bo'ylab) membrana orqali harakat qilsa, bunday transport passiv yoki passiv deb ataladi. diffuziya . Diffuziyaning ikki turi mavjud: oddiy va engil vaznli .

oddiy diffuziya kichik neytral molekulalarga xos (H 2 O, CO 2, O 2), shuningdek, hidrofobik past molekulyar og'irlikdagi organik moddalar. Ushbu molekulalar membrana oqsillari bilan hech qanday o'zaro ta'sir qilmasdan, agar kontsentratsiya gradienti saqlanib qolsa, membrananing teshiklari yoki kanallari orqali o'tishi mumkin.

Osonlashtirilgan diffuziya . Bu gidrofilik molekulalarga xosdir, ular ham membrana orqali kontsentratsiya gradienti bo'ylab, lekin maxsus membrana oqsillari - tashuvchilar yordamida tashiladi. Oddiy diffuziyadan farqli ravishda osonlashtirilgan diffuziya yuqori selektivlik bilan tavsiflanadi, chunki tashuvchi oqsil tashilgan moddani to'ldiruvchi bog'lanish markaziga ega va uzatish oqsildagi konformatsion o'zgarishlar bilan birga keladi. Osonlashtirilgan diffuziyaning mumkin bo'lgan mexanizmlaridan biri quyidagilar bo'lishi mumkin: transport oqsili ( translokatsiya ) moddani bog'laydi, so'ngra membrananing qarama-qarshi tomoniga yaqinlashadi, bu moddani chiqaradi, dastlabki konformatsiyani oladi va yana transport funktsiyasini bajarishga tayyor bo'ladi. Protein harakatining o'zi qanday amalga oshirilishi haqida juda kam narsa ma'lum. O'tkazishning yana bir mumkin bo'lgan mexanizmi bir nechta tashuvchi oqsillarning ishtirokini o'z ichiga oladi. Bunday holda, dastlab bog'langan birikmaning o'zi bir oqsildan ikkinchisiga o'tadi, membrananing qarama-qarshi tomonida bo'lgunga qadar u yoki bu oqsil bilan ketma-ket bog'lanadi.

faol transport o'tkazish konsentratsiya gradientiga qarshi sodir bo'lganda sodir bo'ladi. Bunday uzatish hujayra tomonidan energiya sarflashni talab qiladi. Faol transport hujayra ichidagi moddalarni to'plash uchun xizmat qiladi. Ko'pincha energiya manbai ATP hisoblanadi. Faol tashish uchun energiya manbaiga qo'shimcha ravishda membrana oqsillarining ishtiroki zarur. Hayvon hujayrasidagi faol transport tizimlaridan biri Na+ va K+ ionlarining hujayra membranasi orqali o‘tishi uchun javobgardir. Ushbu tizim Na + - K + - nasos deb ataladi. K + kontsentratsiyasi Na + dan yuqori bo'lgan hujayra ichidagi muhit tarkibini saqlash uchun javobgardir:

Na +, K + -ATPaza ta'sir mexanizmi

Kaliy va natriyning kontsentratsiya gradienti K + ni hujayra ichiga, Na + ni esa tashqariga o'tkazish orqali saqlanadi. Ikkala transport ham konsentratsiya gradientiga qarshi sodir bo'ladi. Ionlarning bunday taqsimlanishi hujayralardagi suv miqdorini, asab va mushak hujayralarining qo'zg'aluvchanligini va normal hujayralarning boshqa xususiyatlarini aniqlaydi. Na + ,K + -nasos oqsildir - transport ATR-ase . Bu fermentning molekulasi oligomer bo'lib, membranadan o'tadi. Nasosning to'liq aylanishi davomida hujayradan hujayralararo moddaga uchta Na + ioni, ikkita K + ioni esa qarama-qarshi yo'nalishda o'tadi. Bu ATP molekulasining energiyasidan foydalanadi. Kaltsiy ionlarini uzatish uchun transport tizimlari (Ca 2+ - ATP-azalar), proton nasoslari (H + - ATP-azalar) va boshqalar mavjud. Simport Bu boshqa moddaning kontsentratsiya gradienti energiyasi hisobiga amalga oshiriladigan membrana orqali moddaning faol o'tkazilishi. Bu holda transport ATPazasi ikkala modda uchun bog'lanish joylariga ega. Antiport - moddaning konsentratsiya gradientiga qarshi harakati. Bunday holda, boshqa modda o'zining konsentratsiya gradienti bo'ylab teskari yo'nalishda harakat qiladi. Simport va antiport ichakdan aminokislotalarning so'rilishi va birlamchi siydikdan glyukozaning qayta so'rilishi paytida paydo bo'lishi mumkin. Buning uchun Na + , K + -ATPase tomonidan yaratilgan Na + ionlarining konsentratsiya gradienti energiyasidan foydalaniladi.

Kimga membrana oqsillari hujayra membranasi yoki hujayra organellasining membranasiga singib ketgan yoki ular bilan bog'langan oqsillarni o'z ichiga oladi. Barcha oqsillarning 25% ni membrana oqsillari tashkil qiladi.